JP3832315B2 - projector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、DMD(マイクロミラーディバイス)素子を用いたプロジェクタとして図6に示すようなものがある。
図において、光源1から照射された光は、放物面鏡2’、凸レンズ3、カラーホイール4、凸レンズ3’、DMD素子5、投影レンズ6を介し、光透過拡散型スクリーン7に投影される。
【0003】
放物面鏡2’は光源1からの光を平行光化するものであり、凸レンズ3は放物面鏡2’からの光の集光化を行う。カラーホイール4は光源1からの白色光を光の3原色である赤色、青色、緑色に時間的に分解するものである。凸レンズ3’はカラーホイール4からの光を平行光化する。またDMD素子5で反射された光が投影レンズ6を介し、光透過拡散型スクリーン7に表示画像として映し出される。観察者20は光透過拡散型スクリーン7を介して画像を見ることができる。
【0004】
図7にDMD素子5の主要構成部品を示す。
DMD素子5は静電力発生部10を持つベース基板11上に、ミラー8が支持部9に支えられて備えられている。このミラー8は超小型であり、ミラー8のひとつひとつが光透過拡散型スクリーン7に表示される各表示画素に対応している。
DMD素子5はカラーホイール4で赤色、青色、緑色に時間的に分解された光を、ミラー8を可変させることにより光透過拡散型スクリーン7に向けて反射させ表示画像の色を制御することができる。またDMD素子5は、カラーホール4からの光を光透過拡散型スクリーン7に向けて反射させる際に、ミラー8を傾け光を光透過拡散型スクリーン7に向けて反射させる時間を変化させることにより、表示画素の輝度を制御することができる。
【0005】
図8にDMD素子5のミラー8の傾き状態における光の光路を示す。
図8の(a)は、DMD素子5で反射した光が光透過拡散型スクリーン7に照射する時の光の光路を示す。
静電力発生部10からの静電力により左上がりに傾けられたミラー8に、光源1からの入射光Aが入射し、反射光Bとして反射され、投影レンズ6を介して光透過拡散型スクリーン7に投影される。この時のDMD素子5の状態をDMD素子5がオンの状態とする。
【0006】
図8の(b)は、DMD素子5で反射した光が光透過拡散型スクリーン7に照射しなかった時の光の光路を示す。
静電力発生部10からの静電力により右上がりに傾けられたミラー8に、光源1からの入射光Aが入射し、反射光Cとして投影レンズ6以外のところへ反射される。この時のDMD素子5の状態をDMD素子5がオフの状態とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような上記従来のプロジェクタにあっては、事前に表示内容を確認するモニタ手段がないため、内容の確認をするためには実際に光透過拡散型スクリーン7を設置して光透過拡散型スクリーン7に表示するしかない。そのためスペースの都合等により、光透過拡散型スクリーン7を設置して内容確認をすることができない時には、その表示内容の確認をすることが困難となっている。また、モニタ画面として小型の液晶表示装置をプロジェクタに内蔵することにより、上述した問題は解決するが、コストが高くなってしまう。
【0008】
またDMD素子5がオフ状態の時の反射光は、プロジェクタ内に設置した黒色つや消しの光吸収シート等に吸収させることによって、熱エネルギーに変換していた。しかしこの反射光の処理において、完全に熱エネルギーに変換できなかった光は迷光としてプロジェクタ内に残り、他の光に影響を及ぼし光透過拡散型スクリーン7の表示画像の品質低下を招く恐れがあった。
そこで本発明はこのような問題に鑑み、モニタ専用の液晶表示装置を用いることなく、安価にモニタ画面を構成したプロジェクタを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、照射された光を画素に対応するミラーで反射するDMD素子と、DMD素子を制御するDMD素子制御部と、DMD素子がオンの時に反射された光を画像として第一表示手段に投影するための第一光学手段とを有するプロジェクタにおいて、DMD素子がオフの時に反射された光を画像として投影するための第二光学手段と、該オフの時に反射された光を画像として表示するための第二表示手段とを有するものとした。
【0010】
請求項2記載の発明は、DMD素子がオフの時の光の光路に、光アイソレータ部を備えるものとした。
【0011】
請求項3記載の発明は、光アイソレータ部が、光を偏光状態にする偏光板と、光の位相を1/2波長ずらす1/2波長板とを有するものとした。
【0012】
請求項4記載の発明は、第二表示手段の光入射側の面を光吸収層で囲い、その光吸収層の光が入射する光入射部がピンホール状になっているものとした。
【0013】
請求項5記載の発明は、DMD素子とDMD素子制御部、第一光学手段、第二光学手段、第二表示手段とがユニットとして車両に搭載され、DMD素子がオンの時の光を画像として表示するための第一表示手段が、車両の天井に取り付けられた収納部から出し入れ可能に設けられているものとした。
【0014】
請求項6記載の発明は、車両内の光の照度を計測する光センサと、車両の走行状態を判断する走行状態計測手段を備え、車両内の光の照度や、車両の走行状態に応じて第一表示手段に表示される画像を制御することができるものとした。
【0015】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、第二表示手段に表示される画像は、第一表示手段に表示される画像に対しポジ/ネガ反転画像となるが、第二表示手段を見ることにより表示画像の概要を確認するには十分であり、簡単な光学系を追加することによりモニタ画面を構成することができ、第一表示手段を設置しなくてもモニタ画面により表示内容の確認をすることができる。
【0016】
請求項2記載の発明によれば、第二表示手段と、第二表示手段までの光の光路の途中で反射した光は光アイソレータ部で吸収されるので、反射した光がDMD素子がオンの時のDMD素子からの反射光に重畳することがなくなり、第一表示手段の表示画像の品質が向上する。
【0017】
請求項3記載の発明によれば、光アイソレータ部を偏光板と1/2波長板からなるものとすることにより、安価に光アイソレータ部を構成することができる。
【0018】
請求項4記載の発明によれば、第二表示手段に入射した光が第二表示手段以外のところへ漏れ出ることが無くなり、DMD素子がオンの時のDMD素子からの反射光に重畳することがないので第一表示手段の表示画像の品質が向上する。
【0019】
請求項5記載の発明によれば、車両内でプロジェクタを使い画像を見ることができるようになり、また第一表示手段を収納することができるので、第一表示手段を使わない時は収納することにより邪魔にならない。
【0020】
請求項6記載の発明によれば、車両内の明るさや車両の走行状態によって第一表示手段に表示される画像の制御を行うことができるので、表示画像が見やすくなり、車両の走行状態に応じた表示画像の制御をすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に発明の実施の形態を説明する。
図1に本発明の実施の形態を説明する。
プロジェクタ21はユニットとして構成され、プロジェクタ21から照射された光が光透過拡散型スクリーン7に表示される。
プロジェクタ21の内部において、光源1からの光は回転楕円面鏡2で反射され、カラーホイール4、凸レンズ3’を介しDMD素子5に照射される。DMD素子5に照射した光はDMD素子5で偏向され、DMD素子5がオンの状態の時の光が投影レンズ6を介して光透過拡散型スクリーン7に投影され、観察者20は光透過拡散型スクリーン7に表示される画像を見ることができる。またDMD素子5がオフの状態の時の光が光アイソレータ部18を通過し、平面鏡17で反射され投影レンズ6’を介してモニタ用の光透過拡散型スクリーン7’に投影され、モニタ画面観察者25は光透過拡散型スクリーン7’に表示されるモニタ用の画像を見ることができる。
【0022】
光源1は回転楕円面鏡2の第一焦点に置かれ、光源1からの光は第二焦点で集光する。カラーホイール4は回転楕円面鏡2の第二焦点に置かれ、回転して光源1の光を赤色、青色、緑色の3原色に時間的に分解するものである。凸レンズ3’はカラーホイール4からの光を平行光化する。
【0023】
DMD素子5はカラーホイール4で時間的および、光の3原色に分解された光から画像を形成するためのものであり、凸レンズ3’を介して入射される光はDMD素子5がオンの状態の時は投影レンズ6を介して光透過拡散型スクリーン7に投影させる。
光アイソレータ部18はDMD素子5がオフの状態の時の光の光路に設置され、DMD素子5がオフの状態の時の光は光アイソレータ部18を通過し、モニタ画面としての光透過拡散型スクリーン7’に投影される。
【0024】
光アイソレータ部18は光を偏光状態にする偏光板と、光の位相を1/2波長ずらす1/2波長板からなり、光を一方向のみに通過させるもので、DMD素子5から光アイソレータ部18に入射する光は通過させ、平面鏡17から光アイソレータ部18に入射する光は吸収するように設置する。光アイソレータ部18は、平面鏡17や投影レンズ6’、光透過拡散型スクリーン7’などで光が反射し、光透過拡散型スクリーン7に表示される光に重畳しないようにするためのものである。光アイソレータ部18に入射した光は平面鏡17で反射され、投影レンズ6’を介し光透過拡散型スクリーン7’に投影される。
【0025】
光透過拡散型スクリーン7’の光が入射する側の面は光吸収層16で囲まれ、光は光吸収層16に開けられたピンホール部15から入射する。
光吸収層16は光透過拡散型スクリーン7’で反射した光を吸収することにより、またピンホール部15から光を光透過拡散型スクリーン7’に入射させることにより、光透過拡散型スクリーン7’で反射した光がプロジェクタ内部で迷光として存在し、他の光に影響を及ぼすことを防ぐ。
【0026】
図2にDMD素子5のミラー8の傾き状態における光の光路を示す。
図2の(a)は、DMD素子5で反射した光が光透過拡散型スクリーン7に照射するDMD素子5がオンの状態の時の光の光路を示す。
静電力発生部10からの静電力により左上がりに傾けられたミラー8に、光源1からの入射光Aが入射し、反射光Bとして反射され、投影レンズ6を介して光透過拡散型スクリーン7に投影される。
【0027】
図2の(b)は、DMD素子5で反射した光が光透過拡散型スクリーン7に照射されない、DMD素子5がオフの状態の時の光の光路を示す。
静電力発生部10からの静電力により右上がりに傾けられたミラー8に、光源1からの入射光Aが入射し、反射光Cとして光アイソレータ部18へ反射される。
【0028】
図3にDMD素子5の制御の構成を示す。
DMD素子5はDMD素子制御部41と接続され、光透過拡散型スクリーン7に表示される表示データは、描画回路42を介しDMD素子制御部41に入力される。DMD素子5はDMD素子制御部41によってミラー8の傾きが制御され、ミラー8を可変させることによってカラーホイール4からの光より画像を形成する。
【0029】
本発明のプロジェクタを車両に搭載した例を図4の(a)に示す。
プロジェクタ21は車両24の前席中央の天井に取り付けられ、そこから少し車両後方よりの天井に、収納部22を備えた光透過拡散型スクリーン7が取り付けられている。光透過拡散型スクリーン7が収納部22から出され、広げられた状態で後席者から見える場所に取り付けられている。
図4の(b)に光透過拡散型スクリーン7の構成を示す。
光透過拡散型スクリーン7は、電動で出し入れできるようにモータ等からなる収納部22を持ち、収納制御部23からの信号によって、出し入れが制御される。
【0030】
前席者がモニタ画面である光透過拡散型スクリーン7’により表示内容を確認する際には、光透過拡散型スクリーン7を収納部22に収納し、モニタ用の光透過拡散型スクリーン7’に表示される画像を確認することにより、後席者に見られることなく表示内容の確認をすることができる。
【0031】
本発明のプロジェクタを車両に搭載した時のDMD素子5の制御の構成を図5に示す。
DMD素子5はDMD素子制御部41と接続され、光透過拡散型スクリーン7に表示される表示データは、描画回路42を介しDMD素子制御部41に入力される。またDMD素子制御部41には光センサ44およびパーキングブレーキセンサ45からの信号が入力される。
DMD素子制御部41は光センサ44からの信号を参照してDMD素子5を制御し、光透過拡散型スクリーン7に表示される画像の輝度を制御することができる。またパーキングブレーキセンサ45からのパーキングブレーキオン/オフ信号に基づいて、走行中や停車中といった車両の走行状態に応じて、画像を表示するかどうか等の制御をする。
【0032】
本実施例は以上のように構成され、DMD素子5がオフの時の光を、モニタ画面用の光透過拡散型スクリーン7’に投影することにより、光透過拡散型スクリーン7に投影されるべき画像のポジ/ネガ反転画像が光透過拡散型スクリーン7’に表示される。光透過拡散型スクリーン7’に投影される画像はポジ/ネガ反転画像ではあるが確認用としては十分であり、従来はプロジェクタ内で熱変換されていたDMD素子5から反射した不要な光を使って安価にモニタ画面用の画像を得ることができる。
【0033】
光透過拡散型スクリーン7’の光が入射する側の面を光吸収層16で囲い、ピンホール部15から光を入射させることにより、光透過拡散型スクリーン7’に照射された光が反射したとしても、反射光は光吸収層16で吸収される。またDMD素子5がオフの時の光の光路に光アイソレータ部18を備えることにより、光透過拡散型スクリーン7’や平面鏡17、投影レンズ6’で反射した光は光アイソレータ部18で吸収される。これにより光透過拡散型スクリーン7’、平面鏡17、投影レンズ6’で反射した光がプロジェクタ内に迷光として存在し、光透過拡散型スクリーン7に表示される画像の光に重畳することによる、画像の品質低下を防ぐことができる。
【0034】
DMD素子制御部41に光センサ44およびパーキングブレーキセンサ45からの信号を入力することにより、車両の車内の明るさに応じた乗員から見やすい表示画像となるように、また走行状態に応じ表示画像がオン/オフとなるようにDMD素子5は制御される。
光透過拡散型スクリーン7が収納部22に収納されている時に、前席助手席側の乗員がモニタ画面用の光透過拡散型スクリーン7’を見ることにより、光透過拡散型スクリーン7に表示されるべき表示データの表示画像の内容を後席者に見られることなく確認することができる。
【0035】
なお本実施例では回転楕円面鏡2や、放物面鏡2’と凸レンズ3を用いたが、光源1からの光を一点に集光するための機能を有するものであれば他のものでもよく、凸レンズ3’は、光を平行光化するための光学系であれば他のものでもよい。なお、この光学系には光の強度を均一にするためのフライアイレンズなどのインテグレータ光学系を付加してもよい。
光源1からの光を赤色、緑色、青色に時間的に分解するための素子としてカラーホイール4を用いたが、その他のものでもよく、光透過拡散型スクリーン7や光透過拡散型スクリーン7’についても光を画像として表示するものであればその他のものでもよい
プロジェクタを車両に搭載した際に、前席助手席の乗員がモニタ画面を確認できる位置の取り付けたが、任意の位置に取り付けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例を示す図である。
【図2】DMD素子における光の反射を示す図である。
【図3】DMD素子の制御を示す図である。
【図4】本発明を車両に搭載した例を示す図である。
【図5】DMD素子の制御を示す図である。
【図6】従来のプロジェクタである。
【図7】DMD素子の拡大図である。
【図8】DMD素子における光の反射を示す図である。
【符号の説明】
1 光源
2 回転楕円面鏡
2’ 放物面鏡
3、3’ 凸レンズ
4 カラーホイール
5 DMD素子
6 投影レンズ(第一光学手段)
6’ 投影レンズ(第二光学手段)
7 光透過拡散型スクリーン(第一表示手段)
7’ 光透過拡散型スクリーン(第二表示手段)
8 ミラー
9 支持部
10 静電力発生部
11 ベース基板
15 ピンホール部
16 光吸収層
17 平面鏡
18 光アイソレータ部
20 観察者
21 プロジェクタ
22 収納部
23 収納制御部
24 車両
25 モニタ画面観察者
41 DMD素子制御部
42 描画回路
44 光センサ
45 パーキングブレーキセンサ(走行状態計測手段)
A 入射光
B、C 反射光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a projector as shown in FIG. 6 using a DMD (micromirror device) element.
In the figure, light emitted from a light source 1 is projected onto a light
[0003]
The
[0004]
FIG. 7 shows the main components of the
The
The
[0005]
FIG. 8 shows an optical path of light when the
FIG. 8A shows an optical path of light when the light reflected by the
Incident light A from the light source 1 is incident on the
[0006]
FIG. 8B shows an optical path of light when the light reflected by the
Incident light A from the light source 1 is incident on the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional projector, since there is no monitoring means for confirming the display contents in advance, in order to confirm the contents, the light transmission
[0008]
The reflected light when the
Therefore, in view of such a problem, an object of the present invention is to provide a projector having a monitor screen at low cost without using a liquid crystal display device dedicated to the monitor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a DMD element that reflects irradiated light by a mirror corresponding to a pixel, a DMD element control unit that controls the DMD element, and light that is reflected when the DMD element is turned on as an image in the projector having a first optical means for projecting the first display unit, a second optical means for projecting the light DMD element is reflected in the off as an image, the light reflected when the off And second display means for displaying the image as an image.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, an optical isolator is provided in the optical path of light when the DMD element is off.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, the optical isolator section includes a polarizing plate that changes the polarization state of light and a ½ wavelength plate that shifts the phase of light by ½ wavelength.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the light incident side surface of the second display means is surrounded by a light absorption layer, and the light incident portion where the light of the light absorption layer is incident has a pinhole shape.
[0013]
According to the fifth aspect of the present invention, the DMD element, the DMD element control unit, the first optical means, the second optical means, and the second display means are mounted on the vehicle as a unit, and light when the DMD element is on is used as an image. The first display means for displaying is provided so that it can be taken in and out from a storage unit attached to the ceiling of the vehicle.
[0014]
The invention described in
[0015]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the image displayed on the second display means is a positive / negative inverted image with respect to the image displayed on the first display means. It is enough to check the outline of the image, and the monitor screen can be configured by adding a simple optical system, and the display content can be checked on the monitor screen without installing the first display means. Can do.
[0016]
According to the invention described in
[0017]
According to invention of
[0018]
According to the fourth aspect of the present invention, light incident on the second display means does not leak out to places other than the second display means, and is superimposed on the reflected light from the DMD element when the DMD element is on. Therefore, the quality of the display image of the first display means is improved.
[0019]
According to the fifth aspect of the present invention, the image can be viewed using the projector in the vehicle, and the first display means can be accommodated. Therefore, the first display means is accommodated when not used. It does not get in the way.
[0020]
According to the sixth aspect of the present invention, since the image displayed on the first display means can be controlled according to the brightness in the vehicle and the running state of the vehicle, the display image is easy to see and depends on the running state of the vehicle. The displayed image can be controlled.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the invention will be described.
FIG. 1 illustrates an embodiment of the present invention.
The
Inside the
[0022]
The light source 1 is placed at the first focal point of the
[0023]
The
The
[0024]
The
[0025]
The light incident side of the light
The light absorbing layer 16 absorbs the light reflected by the light transmissive
[0026]
FIG. 2 shows an optical path of light when the
FIG. 2A shows an optical path of light when the
Incident light A from the light source 1 is incident on the
[0027]
FIG. 2B shows an optical path of light when the
Incident light A from the light source 1 is incident on the
[0028]
FIG. 3 shows a control configuration of the
The
[0029]
An example in which the projector of the present invention is mounted on a vehicle is shown in FIG.
The
FIG. 4B shows the configuration of the light
The light transmission
[0030]
When the front seat person confirms the display contents on the light
[0031]
FIG. 5 shows a control configuration of the
The
The DMD
[0032]
The present embodiment is configured as described above, and the light when the
[0033]
The light
[0034]
By inputting signals from the
When the light
[0035]
In this embodiment, the
The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing light reflection in a DMD element.
FIG. 3 is a diagram illustrating control of a DMD element.
FIG. 4 is a diagram showing an example in which the present invention is mounted on a vehicle.
FIG. 5 is a diagram illustrating control of a DMD element.
FIG. 6 is a conventional projector.
FIG. 7 is an enlarged view of a DMD element.
FIG. 8 is a diagram showing light reflection in a DMD element.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
6 'projection lens (second optical means)
7 Light transmission diffusion screen (first display means)
7 'Light diffusing screen (second display means)
DESCRIPTION OF
A Incident light B, C Reflected light
Claims (6)
前記DMD素子がオフの時に反射された光を画像として投影するための第二光学手段と、
該オフの時に反射された光を画像として表示するための第二表示手段とを有することを特徴とするプロジェクタ。A DMD element is reflected by the mirror corresponding to the irradiated light in a pixel, projecting a DMD element control unit for controlling the DMD element, a light the DMD element is reflected when on the first display means as an image In a projector having a first optical means for
Second optical means for projecting the reflected light as an image when the DMD element is off;
And a second display means for displaying the reflected light as an image when turned off .
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