投影儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能減少具備拍攝功能的投影儀的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量的技術(shù)。來自燈(1)的照明光經(jīng)由照明光學(xué)系統(tǒng)從TIR透鏡(5)的第1面射入，在內(nèi)部的反射面反射，從TIR棱鏡(5)的第2面射出，經(jīng)過DMD(6)進行了光調(diào)制后作為投射光射入TIR棱鏡(5)的第2面。來自DMD(6)的投射光透過TIR透鏡(5)的反射面，從TIR透鏡(5)的第3面射出，經(jīng)過投射透鏡(7)放大投射，在屏幕(8)上成像。發(fā)光元件(9)的光在屏幕(8)上反射，經(jīng)由投射透鏡(7)射入TIR透鏡(5)的第3面，在內(nèi)部的反射面反射，從TIR透鏡(5)的第4面射出，在拍攝元件(11)上成像。
【專利說明】投影儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備拍攝功能的投影儀。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，有些投影儀具備將來自屏幕側(cè)的光成像于拍攝元件上的拍攝功能，以用于指向設(shè)備功能、拍攝功能等附加功能。在上述投影儀中，存在將投射透鏡兼用作用于將來自屏幕側(cè)的光導(dǎo)入拍攝元件的成像單元的技術(shù)，該投射鏡片將由DMD(Digital MicromirrorDevice:數(shù)字微反射鏡)等圖像顯示元件所顯示的圖像放大投射到屏幕上。
[0003]例如，在專利文獻I的技術(shù)中，經(jīng)過DMD進行了光調(diào)制的圖像經(jīng)由TIR棱鏡由第I透鏡組進行聚焦，由分離鏡反射，并由第3透鏡組投射至屏幕。此外，在專利文獻I的技術(shù)中，利用第3透鏡組將來自紅外線發(fā)光二極管的光導(dǎo)入分離鏡，該紅外線發(fā)光二極管在屏幕上進行指示，利用設(shè)置于分離鏡入射面的波長選擇膜使來自紅外線發(fā)光二極管的光透過，經(jīng)由第2透鏡組在拍攝元件上成像。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開2009-205442號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]然而，在專利文獻I所記載的技術(shù)中，為了分離DMD所產(chǎn)生的透射光與來自屏幕的光，將分離鏡設(shè)為追加構(gòu)件。為此，在專利文獻I的技術(shù)中，也包含追加構(gòu)件其本身以及用于保持的輔助性構(gòu)件，從而成本增加，產(chǎn)生尺寸變大。另外，在專利文獻I的技術(shù)中，由于用于插入該追加構(gòu)件的空間而使得在透鏡組之間需要一定空間，從而成為光學(xué)設(shè)計上的限制，造成光學(xué)性能變差，透鏡片數(shù)增加。此外，在專利文獻I的技術(shù)中，由于該追加構(gòu)件使得反射、透過損失增加，投射光的光輸出下降，并且，因斜向插入的分離鏡的平行平板而產(chǎn)生散光，導(dǎo)致成像性能變差。
[0006]另外，在專利文獻I的技術(shù)中，由于設(shè)置追加構(gòu)件來實現(xiàn)拍攝功能，因此即使在共通平臺下制造無拍攝功能的產(chǎn)品，也會因追加構(gòu)件、以及隨之造成的光學(xué)設(shè)計上的透鏡片數(shù)增加等，從而產(chǎn)生多余的成本。因此，在專利文獻I的技術(shù)中，難以利用共通的平臺來制造有和沒有拍攝功能的產(chǎn)品，投資效率變差。
[0007]本發(fā)明鑒于上述問題而得以完成，其目的在于提供一種能減少具備拍攝功能的投影儀的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量的技術(shù)。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明的投影儀具備TIR棱鏡，該TIR棱鏡使來自光源的光反射，來將來自光源的光導(dǎo)入光調(diào)制元件，并且使由所述光調(diào)制元件反射的光透過，該投影儀的特征在于，在從所述投射光學(xué)系統(tǒng)射入所述TIR棱鏡的反射面的光的反射方向上配置有拍攝元件。 另外，也可以在所述反射面設(shè)置使紅外線光反射的膜。
另外，也可以在所述反射面設(shè)置在投射光的光譜上成為波谷的部分的反射率變高的膜。
另外，也可以在所述反射面上，利用角度特性而使由所述光調(diào)制元件反射的光透過，并輸出至所述投射光學(xué)系統(tǒng)，并且使從所述投射光學(xué)系統(tǒng)射入的光反射，導(dǎo)入所述拍攝元件。
另外，照射至屏幕的發(fā)光元件的光也可以經(jīng)由所述透射光學(xué)系統(tǒng)在所述TIR棱鏡的所述反射面反射，從而從所述TIR棱鏡的配置有所述拍攝元件一側(cè)的面射出，在所述拍攝元件上成像。
另外，所述TIR棱鏡的配置有所述拍攝元件一側(cè)的面也可以垂直于拍攝圖像中心的光。
另外，設(shè)置于所述反射面的膜的反射特性中反射率較高的波長頻帶與照射屏幕的發(fā)光元件的波長頻帶也可以重疊。
另外，也可以還具備:照射位置檢測部，該照射位置檢測部從所述拍攝元件拍攝的拍攝圖像獲取照射位置信息，該照射位置信息表示發(fā)光元件的屏幕上的照射位置；OSD繪制部，該OSD繪制部根據(jù)所述照射位置信息生成描繪了規(guī)定指向圖像的OSD圖像；圖像合成部，該圖像合成部將所述OSD圖像與經(jīng)由所述投射光學(xué)系統(tǒng)投影到屏幕的投影圖像合成，以生成合成圖像；以及進行光調(diào)制來投影所述合成圖像，并射出至所述TIR棱鏡的所述光調(diào)制元件。
發(fā)明效果
[0009]根據(jù)本發(fā)明，能夠減少具備拍攝功能的投影儀的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明所涉及的實施方式的投影儀的簡要結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1所示的TIR棱鏡的放大圖。
圖3是表示圖2所示O面上設(shè)置的反射膜特性的圖。
圖4是表示圖2所示的O面上設(shè)置的反射膜特性的圖。
圖5是使用圖1所示的TIR棱鏡的角度特性時的說明圖。
圖6是本發(fā)明所涉及的實施方式的投影儀的其他簡要結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示圖1所示的屏幕上的光導(dǎo)入拍攝元件的情況的圖。
圖8是結(jié)合圖4所示的O面的反射特性與發(fā)光元件的波長特性來表示的圖。
圖9是表示圖1所示投影儀的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖10是表示將發(fā)光元件照射至投影在屏幕上的投影圖像的情況的圖。
圖11是表示拍攝到圖10所示的發(fā)光元件的光點的拍攝圖像的圖。
圖12是表示圖9所示的OSD繪制部所生成的OSD圖像的圖。
圖13是表示圖9所示的圖像合成部所生成的合成圖像的圖。
圖14是表示將指向圖像重疊顯示于圖10所示的發(fā)光元件的照射位置的投影圖像的圖。

【具體實施方式】
[0011]本實施方式的投影儀通過將分離照明光與投射光的TIR棱鏡兼用于分離投射光與拍攝用的成像光，從而能減少實現(xiàn)拍攝功能時的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量。以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細(xì)說明。
[0012]如圖1所示，投影儀100具備:燈1、色輪2、柱型光學(xué)積分器3、聚光鏡4、TIR(TotalInternal Reflect1n:全內(nèi)反射)棱鏡5、DMD6、投射透鏡7、倍率修正光學(xué)系統(tǒng)10、以及拍攝元件11。
[0013]從光源即燈I射出的照明光射入色輪2。
色輪2具有紅、藍、綠的濾鏡，由未圖示的電動機驅(qū)動并高速旋轉(zhuǎn)。通過色輪2旋轉(zhuǎn),從而在短時間內(nèi)切換3色的濾鏡。由此，照明光以時分方式被分離成R(紅色)光、B(藍色)光、G (綠色)光這三色。分離出的各色光依次射入柱型光學(xué)積分器3。
[0014]柱型光學(xué)積分器3是四棱柱狀的玻璃制等的透鏡，使入射光在內(nèi)部全反射，射出照度分布均勻的光。從柱型光學(xué)積分器3射出的光被聚光鏡4引導(dǎo)，從而以適當(dāng)?shù)某叽缯丈渲罝MD6上，并射入TIR棱鏡5，其中，所述聚光鏡4由多個透鏡構(gòu)成。
[0015]TIR棱鏡5由第I棱鏡5a以及第2棱鏡5b構(gòu)成，在2個棱鏡的邊界形成有反射面。來自聚光鏡4的入射光對于該TIR棱鏡5的內(nèi)部所設(shè)置的反射面的入射角在臨界角以上，因此發(fā)生全反射并導(dǎo)入DMD6。
[0016]DMD6是在平面上排列了多個微鏡的光調(diào)制元件(光導(dǎo)管)的一種。DMD6基于來自外部的圖像信號，將以時分方式照射出的紅光、綠光、藍光以空間方式進行光調(diào)制，生成投射光。DMD6所生成的投射光以小于臨界角的入射角射入TIR棱鏡5的反射面。因此，DMD6所生成的投射光透過反射面，射入投射透鏡7。投射光經(jīng)過投射透鏡7放大投射，成像于屏幕8上。
[0017]用戶能利用發(fā)出紅外線等的發(fā)光元件9，來指示屏幕8上的任意位置。在屏幕8上反射的光經(jīng)由投射透鏡7射入TIR棱鏡5。
[0018]射入TIR棱鏡5的來自屏幕8的光在TIR棱鏡5的反射面反射，并在TIR棱鏡5的內(nèi)部反射從而從TIR棱鏡5射出。從TIR棱鏡5射出的光通過倍率修正光學(xué)系統(tǒng)10即多個透鏡，導(dǎo)入由 CCD (Charge Coupled Device:電荷f禹合兀件)、CM0S (Complementary MetalOxide Semiconductor:互補金屬氧化物半導(dǎo)體)等構(gòu)成的拍攝元件11，在拍攝元件11上成像。
[0019]由此，利用后述的圖像處理部來進行如下等處理:檢測出屏幕8上的紅外線光的照射位置，通過DMD6將表示用戶正在指示這一意思的指向圖像等投影到屏幕8上，從而進行反饋處理。
[0020]此外，在DMD6的尺寸與拍攝元件11的尺寸不一致的情況下，或投射系統(tǒng)與成像系統(tǒng)需要設(shè)置成不同的倍率的情況下，只要在TIR棱鏡5與拍攝元件11之間插入倍率修正光學(xué)系統(tǒng)10即多個透鏡即可。也就是說，在DMD6的尺寸與拍攝元件11的尺寸一致的情況下，或投射系統(tǒng)與成像系統(tǒng)無需設(shè)置成不同的倍率的情況下，可以省略倍率修正光學(xué)系統(tǒng)10，從而降低成本。
[0021]由此，在本實施方式中，在前表面投射型投影儀100中，利用TIR棱鏡5分離照明光與投射光，并分離投射光與拍攝用的成像光。利用TIR棱鏡5的通常不使用的面，來將拍攝用的成像光(來自屏幕8—側(cè)的光)導(dǎo)入拍攝元件11。因此，無需為了拍攝功能而設(shè)置追加構(gòu)件，因此產(chǎn)品的成本下降，尺寸變小，能夠防止光學(xué)性能的劣化等。
[0022]對TIR棱鏡5進行詳細(xì)說明。
圖2是TIR棱鏡5的放大圖。如圖2 (a)所示，TIR棱鏡5由第I棱鏡5a及第2棱鏡5b構(gòu)成。圖2(b)是圖2(a)所示的α的放大圖。如圖2(b)所示，TIR棱鏡5上，第I棱鏡5a的I面與第2棱鏡5b的O面之間設(shè)有數(shù)μ m的間隙，且平行配置。
[0023]來自燈I的照明光經(jīng)由聚光鏡4等照明光學(xué)系統(tǒng)而入射至第I棱鏡5a的A面，在第I棱鏡5a的I面反射，從第I棱鏡5a的B面向DMD6射出。利用DMD6對照明光進行光調(diào)制，并作為投射光從第I棱鏡5a的B面射入。從B面射入的投射光從第I棱鏡5a的I面射出，射入第2棱鏡5b的O面，再從第2棱鏡5b的C面射出，并經(jīng)由投射透鏡7在屏幕8上成像。
[0024]由屏幕8反射的光經(jīng)由投射透鏡7從第2棱鏡5b的C面射入，在第2棱鏡5b的O面反射，經(jīng)過第2棱鏡5b的內(nèi)部反射而從第2棱鏡5b的D面向拍攝元件11射出。此外，若在上述光路上配置有拍攝元件11，則第2棱鏡5b的O面上反射的光當(dāng)然也可以不在第2棱鏡5b的內(nèi)部反射。
[0025]也就是說，在第I棱鏡5a的I面，使從光源側(cè)射入的照明光反射，射入DMD6，并使經(jīng)過DMD6進行了光調(diào)制的投影圖像透過，導(dǎo)入O面。另外，在第2棱鏡5b的O面，使從I面?zhèn)壬淙氲腄MD6的投影圖像透過，并使從屏幕8 一側(cè)射入的光反射，在第2棱鏡5b內(nèi)反射，導(dǎo)入拍攝元件11。此外，圖示中，示出了 TIR棱鏡5由具有三角面的第I棱鏡5a以及具有四角面的第2棱鏡5b構(gòu)成的示例，但并不限于此，也可以是其它形狀。換言之，TIR棱鏡5具有如下那樣形成的反射面:即、使照明光反射并導(dǎo)入DMD6，并使在DMD6反射的光透過，輸出至投射透鏡7，從而能使通過該反射面從投射透鏡7射入的光反射，并導(dǎo)入拍攝元件11即可。
[0026]具體而言，參照圖7，對屏幕8上的光導(dǎo)入拍攝元件11的情況進行說明。在屏幕
8反射的光經(jīng)由投射透鏡7，從第I棱鏡5b的C面射入并在O面反射。此時，在O面，圖示的L范圍內(nèi)的光反射。該L范圍對應(yīng)于DMD6的畫面區(qū)域。此外，在O面反射的光在C面的內(nèi)部反射而到達D面。到達D面的光透過D面，經(jīng)由倍率修正光學(xué)系統(tǒng)10而導(dǎo)入拍攝元件11，被拍攝元件11獲取。
[0027]該D面被設(shè)置成垂直于導(dǎo)入拍攝元件11的拍攝用的成像光(拍攝光)的光軸(拍攝影像的中心的光)。另外，圖示中，倍率修正光學(xué)系統(tǒng)10的TIR棱鏡5 —側(cè)成為作為遠心的光學(xué)系統(tǒng)。也就是說，到拍攝元件11 一側(cè)的修正透鏡即倍率修正光學(xué)系統(tǒng)10為止成為維持遠心的形狀。該情況下，投射透鏡7的DMD6 —側(cè)在通常設(shè)計的情況下，同樣為遠心。因此，能在畫面內(nèi)的整個區(qū)域高效地將拍攝光導(dǎo)入拍攝元件11上。
[0028]另外，如上所述，由于D面設(shè)置成垂直于拍攝光的光軸，因此能保持相對于光軸的對稱性，并不會發(fā)生因光軸傾斜而產(chǎn)生的像差。也就是說，原理上，不會因非遠心的光線通過TIR棱鏡的D面而產(chǎn)生非點像差。因此，拍攝圖像變得銳利，整個拍攝圖像的均勻性得以保持。
[0029]此外，在拍攝元件11 一側(cè)的NA (開口 )足夠小的情況下，并不一定要是遠心，但為了增大拍攝元件11側(cè)的NA而提高感度，如圖示那樣維持遠心的情況下更為高效。
[0030]另外，此時，第2棱鏡5b的O面能高效地使發(fā)光元件9的波長即紅外線反射，并導(dǎo)入拍攝元件11即可。圖3是O面的分光反射率特性圖。a是將通常的可視光用的AR涂層(防反射膜)設(shè)置于O面時的反射率特性。由于AR涂層將大約40%的紅外線(900nm附近)反射，因此能使光學(xué)系統(tǒng)成立。另外，如b所示，也可以與本實施方式相結(jié)合將特別設(shè)計的膜設(shè)于O面，從而提高對紅外線的反射率。在該情況下，在b所示的膜上，大于80%的紅外線反射，成為a所示的AR涂層的約2倍的紅外線反射率。
[0031]此外，投射透鏡7需要使來自屏幕8的紅外線透過，并導(dǎo)入O面。投射透鏡7大多以多片透鏡構(gòu)成，透過各透鏡內(nèi)的紅外線的透過率將會降低。因此，投射透鏡7無需設(shè)置AR涂層，設(shè)置為了使紅外線透過而特別設(shè)計的膜即可。
[0032]另外，不僅是紅外線，也可以使可見光導(dǎo)入拍攝元件11。該情況下，圖3所示的a或b的膜可以利用對于存在于O面的一定百分比的可見光(400nm?700nm附近)的反射率，來使可見光反射，導(dǎo)入拍攝元件11。
[0033]另外，也可以使R、G、B各投射光的光譜間成為波谷的部分的可見光反射，導(dǎo)入拍攝元件11。圖4中，為了使可見光反射而設(shè)置于O面的膜的反射特性用實線來表示，作為參考以虛線不出了 R、G、B的各投射光的輸出特性。
[0034]圖4 (a)中，設(shè)置于O面的膜被設(shè)計成使得成為G投射光與R投射光的光譜中的波谷的600nm附近的反射率變高。由此，能夠使來自DMD6 —側(cè)的投射光在O面透過，使來自屏幕8 —側(cè)的光中的、G投射光與R投射光的光譜中的波谷間附近的可視光在O面反射。由此，能夠有效地分離投射光與成像光(來自屏幕8的光)，并能弓I導(dǎo)來自屏幕8的光，在拍攝元件11上成像。
[0035]此外，如圖4(b)所示，設(shè)置于O面的膜被設(shè)計成使得成為B投射光與G投射光的光譜中的波谷的500nm附近、以及成為G投射光與R投射光的光譜中的波谷的600nm附近的反射率均變高，或者也可以設(shè)計成其中一方的反射率變高。
[0036]也就是說，設(shè)置于O面的膜被設(shè)計成使G、B、R投射光的光譜中的波谷附近的波長帶寬反射。因此，如圖8所示，通過將指示設(shè)備即發(fā)光元件9的波長帶寬(圖示中為斜線區(qū)域)與提高了 O面的膜的反射率的波長帶寬相重疊，從而能將在屏幕8上反射的發(fā)光元件9的光導(dǎo)入拍攝元件11，而不會受投射圖像影響。因此，后述的圖像處理部能獲取發(fā)光元件9的照射位置信息。此外，圖8 (a)對應(yīng)圖4 (a)，圖8 (b)對應(yīng)圖4 (b)。
[0037]另外，如圖8 (b)所示，在設(shè)計成使得O面的膜在500nm附近及600附近的反射率均變高的情況下，500nm附近的波長的發(fā)光元件9與600nm附近的波長的發(fā)光元件9這兩種發(fā)光元件9均能使用。該情況下，在拍攝元件11 一側(cè)設(shè)置例如以時分方式使2個發(fā)光元件9的波長帶寬(500nm附近及600nm附近)相一致的波長透過的彩色濾光片即可。由此，通過將拍攝元件11設(shè)置為適合彩色濾光片的彩色型的元件，從而能在屏幕8上同時使用波長帶寬不同的2個發(fā)光元件9，而不會產(chǎn)生干擾。
[0038]接著，參照圖9，來說明利用圖像處理部檢測發(fā)光元件9的照射位置、并將指示圖像投影于屏幕8的處理。
[0039]圖9是表示投影儀100的結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖示中，投影儀100具備拍攝部22、圖像處理部20、DMD6以及光學(xué)單元21。此處，拍攝部22是照相機等，包含拍攝元件11。另夕卜，光學(xué)單兀21包含:燈1、色輪2、柱型光學(xué)積分器3、聚光器4、TIR棱鏡5、投射透鏡7以及倍率修正光學(xué)系統(tǒng)10。
[0040]拍攝部22每隔規(guī)定的時間或連續(xù)地將拍攝元件11所拍攝到的拍攝圖像輸出至圖像處理部20。拍攝圖像中拍攝到表示用戶利用發(fā)光元件9照射屏幕8的位置的發(fā)光元件9的光點。
[0041]圖像處理部20具備照射位置檢測部201、0SD描繪部202、信號處理部203、影像輸入部、以及圖像合成部204。
[0042]照射位置檢測部201每次從拍攝部22獲取拍攝圖像時，例如基于拍攝圖像內(nèi)的亮度變化來檢測拍攝圖像中的光點的位置。照射位置檢測部201將所檢測出的光點的位置、即照射位置信息輸出至OSD描繪部202。
[0043]OSD描繪部202基于照射位置信息來生成以在發(fā)光元件9照射屏幕8的照射位置重疊了例如箭頭標(biāo)記等指示圖像的方式描繪的OSD圖像。
[0044]信號處理部203例如從未圖示的外部存儲器、計算機等獲取影像信號(圖像信號)。然后，信號處理部203對于所獲取的影像信號進行圖像調(diào)整，以成為適于投影的圖像，并輸出至圖像合成部204。
[0045]圖像合成部204將從OSD繪制部202獲取到的OSD圖像、與通過信號處理部203獲取到的影像信號進行合成。由此，在影像信號中合成了指示圖像的合成圖像得以生成。圖像合成部204將生成的合成圖像輸出至DMD6。
[0046]DMD6利用光學(xué)單元21將從圖像合成部204獲取到的合成圖像投影到屏幕8上。其結(jié)果是，屏幕8上顯示有發(fā)光元件9的照射位置與指示圖像相重疊的投影圖像。
[0047]具體而言，參照圖10?14，對屏幕8上的發(fā)光元件9的照射位置上重疊指示圖像來進行投影的情況進行說明。
[0048]如圖10所示，用戶利用發(fā)光元件9對屏幕8上的投影圖像照射紅外線光等，來指示投影圖像上的任意位置。由此，如圖11所示，在拍攝部22，僅能接受發(fā)光元件9的波長的光，因此僅拍攝到表示拍攝元件9的照射位置的光點S。照射位置檢測部201例如基于拍攝圖像內(nèi)的亮度變化來檢測光點S。然后，照射位置檢測部201例如在拍攝圖像的尺寸為橫寬Lx、縱長Ly時，將光點S的位置獲取為橫X、縱y。
[0049]OSD描繪部202基于從照射位置檢測部201獲取到的光點S的位置信息(照射位置信息)，來生成描繪了指示圖像的OSD圖像。例如圖12所示，在DMD6的分辨率為XGA的情況下，OSD描繪部202的OSD圖像區(qū)域變?yōu)闄M1024X縱768。該情況下，OSD描繪部202在OSD圖像區(qū)域上的橫1024X (x/Lx)、縱768X (y/Ly)的位置上生成描繪了指示圖像P的OSD圖像。OSD描繪部202將生成的OSD圖像輸出至圖像合成部204。
[0050]如圖13所示，圖像合成部204生成將OSD圖像與影像信號合成后的合成圖像。該合成圖像經(jīng)由DMD6、光學(xué)單元21而投影到屏幕8上。也就是說，如圖14所示，屏幕8上顯示有在發(fā)光元件9的照射位置重疊了指示圖像P的投影圖像。
[0051]此外，指示圖像P能由用戶任意改變。另外,指示圖像P中不僅包含插圖、圖形,也包含以線段來表示發(fā)光元件9的照射位置的軌跡的圖像。另外，圖像處理部20也可以將照射位置檢測部201所檢測出的照射位置信息反饋至輸入影像信號的外部計算機等，從而能利用發(fā)光元件9對畫面進行鼠標(biāo)操作。也就是說，投影儀100也可以起到具備電子黑板功能的互動型投影儀的作用。另外，圖像處理部20也可以將由圖像合成部204生成的合成圖像存儲于未圖示的存儲器中，從而能再次進行投影。
[0052]此外，如上所述，通過在O面設(shè)置恰當(dāng)設(shè)計的反射膜，從而能分離投射光與成像光，但也可以通過調(diào)整O面的角度特性來實現(xiàn)。
[0053]圖5是使用TIR棱鏡5的角度特性時的說明圖。具體而言，圖5是表示從DMD6 —側(cè)觀察投射透鏡7時的投射透鏡入瞳上、投射光與拍攝元件11用的有效光范圍與表示臨界角的邊界的配置關(guān)系的圖。在使用可見光的情況下，通過配置成使得投射光、成像光、臨界角成為圖示那樣，從而也能分離投射光與成像光。此時的反射面的角度也取決于拍攝元件11 一側(cè)所需的開口(NA)，但在有足夠的感度的情況下，錯開的角度越小，投射光的損失越小，就越有利。此外，為了改善對比度，有時錯開2?3度，該范圍最佳。另外，也可以根據(jù)射入反射面即I面的照明光一側(cè)的光軸的角度，在二次光源像附近配置具有相對于照明光一側(cè)的光軸傾斜的開口的光圈。根據(jù)該方法，能在整個可視光區(qū)域內(nèi)將光導(dǎo)入拍攝元件11，能實現(xiàn)全彩色。此外，為了實現(xiàn)全彩色，也可以在反射面設(shè)置使來自DMD6 —側(cè)的投射光透過、使來自屏幕8 —側(cè)的拍攝元件11用的光全反射的膜。
[0054]另外，以上對具有一個DMD6的單板方式的投影儀100進行了說明，但投影儀也可以是多面板方式。例如，如圖6所示的3板方式的投影儀101的情況下，不使用圖1所示的色輪2及DMD6，取而代之利用菲利普棱鏡12來對分別由R用DMD13、G用DMD14、B用DMD15生成的紅、綠、藍的圖像進行合成，投影到屏幕8上。此外，圖6中，省略圖示了導(dǎo)入R用DMD13、G用DMD14、B用DMD15的照明光的光路，但也可以適當(dāng)設(shè)計并配置。
[0055]本發(fā)明并不由上述實施方式來限定，當(dāng)然可以在不脫離本發(fā)明思想的范圍內(nèi)進行各種變化。此外，上述實施方式中，表不相同功能的結(jié)構(gòu)付上相同的標(biāo)號。
標(biāo)號說明
[0056]I:燈 2:色輪
3:柱型光學(xué)積分器 4:聚光器
5: TIR棱鏡 5a:第I棱鏡 5b:第2棱鏡
6: DMD
7:投射透鏡
8:屏幕
9:發(fā)光元件
10:倍率修正光學(xué)系統(tǒng) 11:拍攝元件 12:菲利普棱鏡
13: R 用 DMD
14: G 用 DMD
15: B 用 DMD
20:圖像處理部
21:光學(xué)單元22:拍攝部
201:照射位置檢測部
202: OSD描繪部
203:信號處理部
204:圖像合成部S:光點
P:指示圖像100、101:投影儀
【權(quán)利要求】
1.一種投影儀，具備TIR棱鏡，該TIR棱鏡使來自光源的光反射并導(dǎo)入光調(diào)制元件，并且使由所述光調(diào)制元件反射的光透過，輸出至投射光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 在從所述投射光學(xué)系統(tǒng)射入所述TIR棱鏡的反射面的光的反射方向上配置有拍攝元件。
2.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其特征在于， 在所述反射面設(shè)置使紅外線光反射的膜。
3.如權(quán)利要求1或2所述的投影儀，其特征在于， 在所述反射面上設(shè)置有在投射光的光譜上成為波谷的部分的反射率變高的膜。
4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的投影儀，其特征在于， 在所述反射面上，利用角度特性而使由所述光調(diào)制元件反射的光透過，并輸出至所述投射光學(xué)系統(tǒng)，并且使從所述投射光學(xué)系統(tǒng)射入的光反射，導(dǎo)入所述拍攝元件。
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的投影儀，其特征在于， 照射至屏幕的發(fā)光元件的光經(jīng)由所述透射光學(xué)系統(tǒng)在所述TIR棱鏡的所述反射面反射，從而從所述TIR棱鏡的配置有所述拍攝元件一側(cè)的面射出，在所述拍攝元件上成像。
6.如權(quán)利要求1至5任一項所述的投影儀，其特征在于， 所述TIR棱鏡的配置有所述拍攝元件一側(cè)的面垂直于拍攝圖像中心的光。
7.如權(quán)利要求1至6任一項所述的投影儀，其特征在于， 設(shè)置于所述反射面的膜的反射特性中反射率較高的波長帶寬與照射屏幕的發(fā)光元件的波長帶寬重疊。
8.如權(quán)利要求1至7任一項所述的投影儀，其特征在于，包括: 照射位置檢測部，該照射位置檢測部從所述拍攝元件拍攝的拍攝圖像獲取照射位置信息，該照射位置信息表示發(fā)光元件在屏幕上的照射位置； OSD繪制部，該OSD繪制部根據(jù)所述照射位置信息生成描繪了規(guī)定指向圖像的OSD圖像； 圖像合成部，該圖像合成部將所述OSD圖像與經(jīng)由所述投射光學(xué)系統(tǒng)投影到屏幕的投影圖像合成，以生成合成圖像；以及 為投影所述合成圖像而進行光調(diào)制，并射出至所述TIR棱鏡的所述光調(diào)制元件。
【文檔編號】G03B21/14GK104204942SQ201280071434
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月14日
【發(fā)明者】椎名浩, 島崎貞彥 申請人:夏普株式會社