在能显示3D图像的该投影显示设备中，当将诸如红外光束发射元件的发光元件安装至投射显示设备的主体时，能支持透镜平移和变焦而无需提供额外的附加部件并且不会增加发光元件的数目或输出。投影显示设备(1)能显示3D图像，通过投射透镜(16)与光源设备(10)之间的全内反射棱镜(15)从投射透镜(16)投射从光源设备(10)射出的光，并设有红外光束发光元件(17)，全内反射棱镜（15）中设有两个彼此对向的棱镜。红外光束发光元件(17)如此设置以使红外光束进入全内反射棱镜(15)，红外光束在全内反射棱镜(15)的全内反射面(15c)反射并经由投射透镜(16)投射出。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够显示三维图像的投影显示设备。专利技术背景投影显示设备，也称投影仪，被分类成液晶投影仪、DLP (数字光处理，注册商标，后 略)投影仪、LCOS (硅上液晶)投影仪等。DLP投影仪通过使用由DMD (数字微镜器件，注册商标，后略)表征的反射镜阵列元 件来显示视频并使用具有对向配置的两个棱镜的全内反射棱镜(TIR棱镜)(例如参见专利 文献I)。另一方面，为通过使用图像显示装置中的活动快门式眼镜实现三维移动图像和静 止图像的视觉识别，在帧顺序方法中切换左、右眼的图像信号的时间必须与打开和关闭眼 镜中左、右眼的活动快门的时间同步。如果图像显示装置是在显示面板上直接显示图像的 装置，则为了同步可使用红外通信、另一波带上的射频通信以及有线通信。对于液晶投影仪，已知一种技术，这种技术通过投射检测投影光以检测从屏幕反 射的光而自动地调节投射透镜的焦点(例如参见专利文献2)。在专利文献2描述的技术 中，描述了一种光学系统，该光学系统包括由通过三原色进行光调制的LCD (液晶显示器) 构成的透射型面板；将从LCD射出的各色的光合成的棱镜(或反射镜)；以及将合成光扩大 并投射到屏幕的透光透镜，在该光学系统中，半透明反射膜装置被设置在棱镜(或反射镜) 和投射透镜之间以使来自与IXD分离设置的发光部的检测投射光的输出经由投射镜朝向 屏幕投射，并且来自屏幕的反射光也经由半透明反射膜装置和投射透镜被检测到并用于焦 点调节。现有技术文献[专利文献]专利文献1:日本专利特开No. 2009-20424专利文献2 :日本专利特开No. 11-119184
技术实现思路
本专利技术要解决的问题如前所述，在图像显示装置直接显示并允许视觉识别显示面板上的图像的情形 下，活动快门的打开和关闭可受通信装置控制，不管该通信装置是无线的还是有线的。然而，如果图像显示装置是投射型的，优选地，具有红外发光元件的红外发射部分 被包含在装置的主体中以将红外光从红外发射部分投射到投射视频的屏幕上，并且从此反 射的红外光被用于同步。以这种方式使用反射的理由包括由于投影显示设备基于观看者 观看屏幕上的视频这一前提，如果红外光从屏幕内侧射出并且眼镜的光接收部分朝向视频 则是最有效和非常方便的，并且相比在屏幕附近设置分立的发射器来说更为节约成本。图10是通过在根据传统技术的投影显示设备中设置通过使用活动快门式眼镜而 实现图像的立体景象的红外发射部分而改良的结构示意图。图10示出的能显示三维图像的投影显示设备(3D投影仪)100包括光源设备10 ;将从光源设备10射出的光时分成红、 绿和蓝三种颜色的色轮11 ;使经由色轮11入射的光全内反射以射出具有均匀照度分布的积分棒12 ;具有用于汇聚从积分棒12射出的光的多个透镜的聚光透镜13 ；DMD14 ;具有对向设置的两个三角棱镜15a和15b的TIR棱镜15 ;以及将从TIR棱镜15出射的光投射至屏幕S的投射透镜16。TIR棱镜15具有内反射面(边界表面)15c，该内反射面15c反射来自聚光透镜13的出射光并使光入射到DMD14上。TIR棱镜15允许作为由DMD14反射的入射光的光透过内反射面15c，使光射向投射透镜16。尽管从投射透镜16投影的视频可通过具有活动快门的3D兼容眼镜G来观看，然而左、右眼的活动快门的打开和关闭必须如前所述地与视频同步。因此，红外发光元件被设置在3D投影仪100的主体中与投影光学系统不同的位置。在图10中，3D投影仪100具有透镜平移功能，并因此红外发光元件101。、10^和 IOIk如图所示被设置在与投影光学系统不同的三个位置。红外发光元件101。是通常使用的元件，其对应地设置在没有透镜平移的图像位置，将红外图像Sic投射到屏幕上图像S的一部分中。红外发光元件IO^是对应地设置在透镜向左平移时的图像位置的元件，将红外图像Sa投射到图像&的一部分中(图像&的右端未被示出)。红外发光元件IOIk是对应地设置在透镜向右平移时的图像位置的元件，将红外图像Sii投射到图像Sk的一部分中 (图像Sk的左端未被示出)。眼镜G用光接收部分根据平移位置接收从任一位置射出的一个红外图像并基于红外光的强度(变化)——即基于红外光的脉冲 ——控制左、右活动快门的打开和关闭。为使3D图像和活动快门式眼镜同步以使观看者立体地观看图像，红外发射部分必须如前所述地安装在投影显示设备的主体上，这造成下列问题。即便使用紫外光或可见光来代替红外光本质上也会造成基本相同的问题。(I)红外发射部分附连于装置主体的侧面等并对内部布局和设计构成限制。(2)由于利用来自屏幕的反射，需要精密的设置，例如调整红外光至屏幕的定向性。(3)由于红外透光部分本身具有宽的角度特征并且灵敏性随着屏幕和装置之间的距离增加而变劣，因此必须补偿灵敏性的缺失。因此，需要增加红外发光元件的输出，设置与用于图像的透镜不同的用于红外发光元件的透镜，或者增加红外发光元件的数目，通常是在每个位置将红外发光元件IOlp 101。和IOIk设置成一组的三个元件。(4)如果将变焦透镜用作投影图像的投射透镜，则广侧和远视侧之间的距离是变化的。因此，红外发光元件的布置条件变得复杂。(5)如果投影显示设备具有透镜平移功能，位置关系在被投射图像和屏幕之间的可调整的，因此，红外光必须朝向更宽的方向同时必须将定向性维持在某一程度以保持高灵敏性。因此，如由图10中三个位置处的红外发光元件IOlpIOlc以及IOIk所示，这些红外发光元件必须另行设置成这样一种配置，即允许与透镜平移对应的图像位置的投射。即便采用专利文献I描述的技术以使红外光包含在检测投射光中以解决如(1)-(5)中描述的问题，也会造成下面的新问题。即便使用紫外光或可见光而不是红外光本质上也会造成基本相同的问题。(6)相比无需输出红外光的一般光学系统,包括例如棱镜和反射镜的半透明反射膜装置以及用于保持该装置的辅助组件的附加组件是必要的，并且成本和装置尺寸增加。(7)从IXD面板至投射透镜的距离——即后焦距——也被延长以确保用于插入附 加组件的空间。结果，由于在投射透镜设计中需要更大的正、负功率，因此透镜的数目增加， 这导致成本和装置尺寸的增加。(8)附加的组件也增加了反射或透射损失，使被投射图像的光学输出劣化。尽管反 射镜是廉价的附加组件，但倾斜插入的平行板造成非点像差，使成像性能劣化。(9)如果使用常见平台制造3D兼容和3D不兼容投影显示设备，则3D不兼容投影 显示设备也需要附加组件和使用大量透镜的投射透镜，带来了额外成本的负担。鉴于上述情况而构思出本专利技术，并因此本专利技术的一个目的是使能够显示三维图像 的投影式显示装置在诸如红外发光元件的发光元件被安装在投影显示设备的主体上时支 持透镜平移和变焦，而不增加发光元件的数量和输出并且无需设置不必要的附加组件。解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术的第一技术手段是一种能显示三维图像的投影显示设 备，其包括具有对向设置的两个棱镜的全内反射棱镜；以及投射透镜，该投影显示设备使 从光源射出的光经由全内反射棱镜从投射透镜投射出，该投影显示设备进一步包括发光元 件，该发光元件被设置成使光束入射到全内反射棱镜上，以使该光束由全内反射棱镜的内 反射面反射并经由本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.10 JP 2011-026690;2012.02.07 JP 2012-024051.一种能显示三维图像的投影显示设备，包括具有两个对向配置的棱镜的全内反射棱镜；以及投射透镜，所述投影显示设备使得从光源射出的光经由所述全内反射棱镜从所述投射透镜投射出， 所述投影显示设备还包括发光元件，所述发光元件被设置成使光束入射到全内反射棱镜上，以使所述光束由所述全内反射棱镜的内反射面反射并经由所述投射透镜投射。2.如权利要求1所述的投影显示设备，其特征在于，所述发光元件相对于所述全内反射棱镜设置以使光束入射到与从光源射出的光的入射表面和朝向所述投射透镜的出射表面不同的表面上。3.如权利要求1所述的投影显示设备，其特征在于，还包括反射镜阵列元件，其中从所述光源射出的光经由所述反射镜阵列元件和所述全内反射棱镜从所述投射透镜投射出。4...
【专利技术属性】
技术研发人员：椎名浩，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：
国别省市：
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