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JP2006030369A - projector - Google Patents

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JP2006030369A
JP2006030369A JP2004205931A JP2004205931A JP2006030369A JP 2006030369 A JP2006030369 A JP 2006030369A JP 2004205931 A JP2004205931 A JP 2004205931A JP 2004205931 A JP2004205931 A JP 2004205931A JP 2006030369 A JP2006030369 A JP 2006030369A
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light
pixel
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optical switch
spatial
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Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】プロジェクタとスクリーン等との間の進入者が投写光を不快に感じることの防止と、画像の鑑賞を続けることとを同時に実現できるプロジェクタを提供することを提供すること。
【解決手段】照明光を供給する光源部と、複数の画素部404を備え、光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置110と、空間光変調装置110からの光を所定面に投写する投写レンズと、を有し、空間光変調装置110は、投写レンズから投写され、投写レンズと所定面との間の遮蔽物で反射された光Lrを検出する光検出部406を有し、光検出部406は、画素部404に対応して設けられ、空間光変調装置110は、遮蔽物の位置に応じた光検出部406が遮蔽物で反射された光を検出することにより、遮蔽物の位置に対応する画素部404からの変調光Lpの供給を停止する。
【選択図】 図4

An object of the present invention is to provide a projector capable of simultaneously preventing an intruder between a projector and a screen from feeling uncomfortable projection light and continuing to view an image.
A spatial light modulator 110 includes a light source unit that supplies illumination light and a plurality of pixel units 404, and modulates light from the light source unit according to an image signal, and light from the spatial light modulator 110 The spatial light modulator 110 includes a projection lens that projects onto a predetermined surface, and the spatial light modulation device 110 detects a light Lr projected from the projection lens and reflected by a shield between the projection lens and the predetermined surface. The light detection unit 406 is provided corresponding to the pixel unit 404, and the spatial light modulator 110 detects the light reflected by the shielding object by the light detection unit 406 according to the position of the shielding object. Thus, the supply of the modulated light Lp from the pixel unit 404 corresponding to the position of the shield is stopped.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、プロジェクタ、特に、フロント型プロジェクタの技術に関する。   The present invention relates to a projector, in particular, a technology of a front type projector.

スクリーン等に投写された光をプロジェクタの側から観察する、いわゆるフロント型プロジェクタは、プロジェクタと、例えばスクリーンとの間の空間に投写光を進行させる。プロジェクタは、プレゼンテーションや家庭での鑑賞等、用途が広がりつつあることから、さまざまな状況においてプロジェクタとスクリーンとの間に人が進入する場合が起きると考えられる。人がプロジェクタとスクリーンとの間に進入すると、例えばその人の眼に投写光が入射し、不快感を覚える場合がある。プロジェクタは、進入者が投写光を不快に感じることを防止する必要がある。そのためには、プロジェクタとスクリーンとの間に人が進入すると同時に投写光の供給を停止することが考えられる。投写光の供給を停止することは、進入者の不快感を防止する点に鑑みれば有効であると考えられるものの、観察者に対しては鑑賞の妨げとなってしまう。また、例えばプレゼンテーションにおいて演説者や通行人の進入のたびに投写光が停止されると、円滑なプレゼンテーションを妨げるばかりでなく、画像の表示を停止させることに対して演説者や通行人にストレスを与える場合がある。   A so-called front type projector that observes light projected on a screen or the like from the projector side advances projection light to a space between the projector and, for example, the screen. Since projectors are being used for various purposes such as presentations and home appreciation, it is considered that people may enter between the projector and the screen in various situations. When a person enters between the projector and the screen, for example, the projection light may enter the person's eyes and feel uncomfortable. The projector needs to prevent an intruder from feeling uncomfortable with the projected light. For this purpose, it is conceivable that the supply of projection light is stopped at the same time as a person enters between the projector and the screen. Although stopping the supply of projection light is considered effective in view of preventing an intruder from feeling uncomfortable, it is an obstacle to the viewer for viewing. Also, for example, if the projection light is stopped every time a speaker or passerby enters the presentation, not only will the smooth presentation be interrupted, but stress may be put on the speaker and passers-by for stopping the display of images. May give.

従って、進入者の部分のみの投写光の供給を停止し、その他の部分の投写光の供給を続けることが可能であれば、進入者が投写光を不快に感じることの防止と、画像の鑑賞を続けることとを同時に実現できると考えられる。投写光を遮蔽する部分について投写光を制御するためには、遮蔽物で反射した光を検知し、その位置への投写光の供給を停止することが考えられる。プロジェクタや画像表示装置において光を検知する技術は、例えば、特許文献1〜3に提案されているものがある。   Therefore, if it is possible to stop supplying the projection light to only the part of the intruder and continue to supply the projection light to other parts, it is possible to prevent the intruder from feeling the projection light unpleasantly and to view the image. It is thought that it can be realized at the same time. In order to control the projection light for the portion that blocks the projection light, it is conceivable to detect the light reflected by the shielding object and stop the supply of the projection light to that position. As a technique for detecting light in a projector or an image display device, for example, there are those proposed in Patent Documents 1 to 3.

特開平6−125479号公報JP-A-6-125479 特開平6−186585号公報JP-A-6-186585 特開平6−138842号公報JP-A-6-138842

しかしながら、特許文献1〜3に開示されている構成は、いずれも投写光の遮蔽物で反射した光を検知し、その位置への投写光の供給を停止するためのものではない。このため、これらの構成をそのまま用いても、プロジェクタとスクリーンとの間の進入者が投写光を不快に感じることの防止と、画像の鑑賞を続けることとを同時に実現することは困難である。本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、プロジェクタとスクリーン等との間の進入者が投写光を不快に感じることの防止と、画像の鑑賞を続けることとを同時に実現できるプロジェクタを提供することを目的とする。   However, the configurations disclosed in Patent Documents 1 to 3 are not for detecting the light reflected by the projection light shield and stopping the supply of the projection light to that position. For this reason, even if these configurations are used as they are, it is difficult to simultaneously prevent the intruder between the projector and the screen from feeling the projection light unpleasantly and continue to view the image. The present invention has been made in view of the above, and provides a projector capable of simultaneously preventing an intruder between a projector and a screen from feeling uncomfortable projection light and continuing to view an image. The purpose is to do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、照明光を供給する光源部と、複数の画素部を備え、光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置からの光を所定面に投写する投写レンズと、を有し、空間光変調装置は、投写レンズから投写され、投写レンズと所定面との間の遮蔽物で反射された光を検出する光検出部を有し、光検出部は、画素部に対応して設けられ、空間光変調装置は、遮蔽物の位置に応じた光検出部が遮蔽物で反射された光を検出することにより、遮蔽物の位置に対応する画素部からの変調光の供給を停止することを特徴とするプロジェクタを提供することができる。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a light source unit that supplies illumination light and a plurality of pixel units, and a space that modulates light from the light source unit according to an image signal. A light modulation device and a projection lens that projects light from the spatial light modulation device onto a predetermined surface. The spatial light modulation device is projected from the projection lens, and is a shield between the projection lens and the predetermined surface. It has a light detection unit for detecting the reflected light, the light detection unit is provided corresponding to the pixel unit, and the spatial light modulator is configured such that the light detection unit corresponding to the position of the shielding object is reflected by the shielding object. By detecting the detected light, it is possible to provide a projector characterized in that the supply of modulated light from the pixel portion corresponding to the position of the shield is stopped.

空間光変調装置と、例えばスクリーンとが結像関係にある場合、スクリーン付近の遮蔽物で反射した光は、遮蔽物の位置に応じた画素部の周辺部に戻る。本発明のプロジェクタは、例えば画素部の周辺部に光検出部を設ける。光検出部が遮蔽物で反射した光を検出することにより、空間光変調装置は、遮蔽物の位置に対応して画素部からの変調光の供給を停止する。本発明のプロジェクタは、このようにして遮蔽物への投写光の供給を停止する。例えば、プロジェクタとスクリーンとの間に人が進入した場合であっても、進入者への投写光の供給を遮断し、進入者の不快感を防止することができる。また、遮蔽物の位置以外の位置については、投写光の供給をそのまま続ける。例えば、進入者の位置以外の位置については画像の投写を続行することを可能とし、画像の鑑賞を続けることができる。   When the spatial light modulator and the screen, for example, are in an imaging relationship, the light reflected by the shielding object near the screen returns to the peripheral part of the pixel unit corresponding to the position of the shielding object. In the projector of the present invention, for example, a light detection unit is provided in the periphery of the pixel unit. When the light detection unit detects the light reflected by the shielding object, the spatial light modulation device stops supplying modulated light from the pixel unit corresponding to the position of the shielding object. The projector of the present invention thus stops the supply of projection light to the shielding object. For example, even when a person enters between the projector and the screen, it is possible to prevent the intruder from feeling uncomfortable by interrupting the supply of projection light to the intruder. In addition, the projection light supply is continued for positions other than the position of the shielding object. For example, it is possible to continue projecting an image at a position other than the position of the intruder and to continue viewing the image.

このように、光検出部を画素部に対応して設けることにより、遮蔽物の位置に応じて投写光の供給を停止することができる。遮蔽物で反射した光は、画素部から出射するときよりも広がりをもつ光となって空間光変調装置に戻ることとなる。光検出部は、遮蔽物が進入すると予想される位置に応じて位置や大きさを設定することが可能である。このようにして光検出部を設けることにより、空間光変調装置へ戻る光がある程度の広がりをもって戻ったとしても、遮蔽物の位置に対応して正確に画素部をOFFにすることができる。これにより、プロジェクタとスクリーン等との間の進入者が投写光を不快に感じることの防止と、画像の鑑賞を続けることとを同時に実現できるプロジェクタを得られる。   Thus, by providing the light detection unit corresponding to the pixel unit, it is possible to stop the supply of projection light according to the position of the shielding object. The light reflected by the shielding object returns to the spatial light modulation device as light that is wider than that emitted from the pixel portion. The light detection unit can set the position and size according to the position where the shielding object is expected to enter. By providing the light detection portion in this manner, even if the light returning to the spatial light modulation device returns with a certain extent, the pixel portion can be accurately turned off according to the position of the shielding object. Accordingly, it is possible to obtain a projector that can simultaneously realize that an intruder between the projector and the screen or the like can feel the projection light unpleasant and continue to view the image.

また、本発明の好ましい態様によれば、空間光変調装置は、複数の画素部どうしの間に設けられている遮光部を有し、光検出部は、遮光部に対応して設けられることが望ましい。例えば、空間光変調装置である液晶表示装置は、TFT素子や配線への照明光の入射を遮断するために、遮光部が設けられている。遮光部に対応して光検出部を設けることにより、光検出部が画素部からの光を遮ることを防止できる上、画素部に対応して光検出部を設けることができる。また、光検出部を遮光部に対応して構成することで、光検出部を比較的容易に形成することができる。これにより、光検出部が変調光の妨げになることを防止し、かつ容易に光検出部を形成することができる。   According to a preferred aspect of the present invention, the spatial light modulation device has a light shielding portion provided between a plurality of pixel portions, and the light detection portion is provided corresponding to the light shielding portion. desirable. For example, a liquid crystal display device, which is a spatial light modulation device, is provided with a light shielding portion in order to block illumination light from entering a TFT element or wiring. By providing the light detection unit corresponding to the light blocking unit, the light detection unit can be prevented from blocking light from the pixel unit, and the light detection unit can be provided corresponding to the pixel unit. Further, by configuring the light detection unit corresponding to the light blocking unit, the light detection unit can be formed relatively easily. Thereby, it can prevent that a photon detection part becomes the obstruction of modulation | alteration light, and can form a photon detection part easily.

また、本発明の好ましい態様によれば、遮蔽物で反射され光検出部の方向へ進行する光を光検出部に集光する集光レンズをさらに有することが望ましい。集光レンズは、遮蔽物が進入すると予想される位置に応じて位置を設定することが可能である。集光レンズを設けることにより、遮蔽物で反射した光を、遮蔽物の位置に対応する位置の光検出部へ確実に進行させることが可能となる。これにより、遮蔽物の位置に応じて正確に投写光の供給を停止可能なプロジェクタを得られる。   Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, it is desirable to further include a condensing lens that condenses the light that is reflected by the shield and travels in the direction of the light detection unit on the light detection unit. The position of the condenser lens can be set in accordance with the position where the shielding object is expected to enter. By providing the condensing lens, the light reflected by the shielding object can be surely advanced to the light detection unit at a position corresponding to the position of the shielding object. As a result, a projector capable of accurately stopping the supply of projection light according to the position of the shielding object can be obtained.

また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、光スイッチ素子であって、光スイッチ素子は、遮蔽物で反射された光によってON/OFFが制御されることが望ましい。各画素部について、画素部を駆動するためのスイッチ素子とは別に、光検出部である光スイッチ素子を設ける。光スイッチ素子は、遮蔽物で反射した光を検知することにより、画素部をOFFにする。光検出部として光スイッチ素子を用いることにより、複雑なコントローラを介さなくても、光の検知に応じて直接的に画素部をOFFにできる。これにより、空間光変調装置を簡易な構成にでき、かつ光の検知に応じて画素部を確実にOFFにすることができる。さらに、光スイッチ素子は、画素部を駆動するスイッチ素子と兼用する構成としても良い。これにより、さらに空間光変調装置を簡易な構成とすることができる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the light detection unit is an optical switch element, and the optical switch element is controlled to be turned on / off by light reflected by a shield. For each pixel unit, an optical switch element that is a light detection unit is provided separately from a switch element for driving the pixel unit. The optical switch element turns off the pixel portion by detecting light reflected by the shield. By using an optical switch element as the light detection unit, the pixel unit can be directly turned off in response to light detection without using a complicated controller. As a result, the spatial light modulation device can have a simple configuration, and the pixel portion can be reliably turned off in response to detection of light. Further, the optical switch element may also be used as a switch element that drives the pixel portion. Thereby, the spatial light modulation device can be further simplified.

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係るプロジェクタ100の概略構成を示す。本実施例のプロジェクタ100は、単独の空間光変調装置110を有する、いわゆる単板式プロジェクタである。R光用光源装置101R、G光用光源装置101G、B光用光源装置101Bは、固体発光素子である発光ダイオード素子(以下、適宜「LED」という。)を有する。各色光用光源装置101R、101G、101Bは、それぞれ照明光であるR光、G光、B光を供給する光源部である。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a projector 100 according to Embodiment 1 of the present invention. The projector 100 according to this embodiment is a so-called single-plate projector having a single spatial light modulator 110. The light source device for R light 101R, the light source device for G light 101G, and the light source device for B light 101B have light emitting diode elements (hereinafter referred to as “LEDs” as appropriate) that are solid state light emitting elements. Each color light source device 101R, 101G, and 101B is a light source unit that supplies R light, G light, and B light, which are illumination lights, respectively.

R光用光源装置101RからのR光は、レンズLNを透過してクロスダイクロイックプリズム112に入射する。G光用光源装置101GからのG光は、レンズLNを透過してクロスダイクロイックプリズム112に入射する。B光用光源装置101RからのB光は、レンズLNを透過してクロスダイクロイックプリズム112に入射する。プロジェクタ100は、各色光用光源装置101R、101G、101Bの像を投写レンズ130の入射瞳の位置に結像し、空間光変調装置110をケーラー照明する。   The R light from the R light source device 101R passes through the lens LN and enters the cross dichroic prism 112. The G light from the G light source device 101G passes through the lens LN and enters the cross dichroic prism 112. The B light from the B light source device 101R passes through the lens LN and enters the cross dichroic prism 112. The projector 100 forms an image of each color light source device 101R, 101G, and 101B at the position of the entrance pupil of the projection lens 130, and irradiates the spatial light modulator 110 with Koehler illumination.

色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム112は、2つのダイクロイック膜112a、112bを有する。ダイクロイック膜112a、112bは、X字型に直交して配置される。ダイクロイック膜112aは、R光を反射し、G光を透過する。ダイクロイック膜112bは、B光を反射し、G光を透過する。クロスダイクロイックプリズム112は、このようにしてR光、G光及びB光を合成する。   The cross dichroic prism 112 that is a color synthesis optical system includes two dichroic films 112a and 112b. The dichroic films 112a and 112b are arranged orthogonal to the X shape. The dichroic film 112a reflects R light and transmits G light. The dichroic film 112b reflects B light and transmits G light. In this way, the cross dichroic prism 112 combines the R light, the G light, and the B light.

クロスダイクロイックプリズム112は、色合成を行うほか、各色光を拡散することで、各色光の光量分布を略均一にする。クロスダイクロイックプリズム112で合成された光は、導光光学系であるロッドインテグレータ115に入射する。クロスダイクロイックプリズム112を射出した各色光は、ロッドインテグレータ115においても、光量分布が略均一となるように均一化される。ロッドインテグレータ115は、断面が略矩形の透明な硝子部材からなる。ロッドインテグレータ115に入射した光は、硝子部材と空気との界面において全反射を繰り返しながらロッドインテグレータ115の内部を進行する。   The cross dichroic prism 112 performs color synthesis and diffuses each color light to make the light quantity distribution of each color light substantially uniform. The light synthesized by the cross dichroic prism 112 enters a rod integrator 115 that is a light guide optical system. Each color light emitted from the cross dichroic prism 112 is also made uniform in the rod integrator 115 so that the light quantity distribution is substantially uniform. The rod integrator 115 is made of a transparent glass member having a substantially rectangular cross section. The light incident on the rod integrator 115 travels inside the rod integrator 115 while repeating total reflection at the interface between the glass member and air.

ロッドインテグレータ115としては、硝子部材から構成するものに限らず、内面を反射面で構成する中空構造としても良い。内面を反射面とするロッドインテグレータの場合、ロッドインテグレータに入射した光は、反射面において反射を繰り返しながらロッドインテグレータの内部を進行する。また、ロッドインテグレータは、硝子部材と反射面とを組み合わせる構成としても良い。クロスダイクロイックプリズム112及びロッドインテグレータ115で光量分布を略均一にされた各色光は、空間光変調装置110に入射する。空間光変調装置110は、複数の画素部を備え、各色光を画像信号に応じて変調する透過型液晶表示装置である。投写レンズ130は、空間光変調装置110からの光を、空間光変調装置110と結像関係にある所定面であるスクリーン140に投写する。   The rod integrator 115 is not limited to one made of a glass member, but may have a hollow structure having an inner surface made of a reflective surface. In the case of a rod integrator having an inner surface as a reflecting surface, light incident on the rod integrator travels inside the rod integrator while being repeatedly reflected on the reflecting surface. Further, the rod integrator may be configured to combine a glass member and a reflecting surface. Each color light whose light quantity distribution is made substantially uniform by the cross dichroic prism 112 and the rod integrator 115 enters the spatial light modulator 110. The spatial light modulator 110 is a transmissive liquid crystal display device that includes a plurality of pixel units and modulates each color light according to an image signal. The projection lens 130 projects the light from the spatial light modulator 110 onto a screen 140 that is a predetermined surface that has an imaging relationship with the spatial light modulator 110.

プロジェクタ100は、単独の空間光変調装置110を用いて変調する構成である。このため、各色光用光源装置101R、101G、101Bは、振動方向がいずれも同一の偏光光に変換して供給することが望ましい。例えば、各色光用光源装置101R、101G、101Bからの各色光をp偏光光に変換する場合、空間光変調装置110は、p偏光光を画像信号に応じて変調し、s偏光光に変換する。また、各色光用光源装置101R、101G、101Bは、各色についての画像信号に応じた空間光変調装置110の駆動に同期するように、順次点灯する。なお、導光光学系としては、ロッドインテグレータ115に限らず、例えばフライアイレンズを用いても良い。   The projector 100 is configured to modulate using a single spatial light modulator 110. For this reason, it is desirable that the light source devices 101R, 101G, and 101B for each color light are converted into polarized light having the same vibration direction and supplied. For example, when converting each color light from each color light source device 101R, 101G, 101B into p-polarized light, the spatial light modulator 110 modulates the p-polarized light according to the image signal and converts it into s-polarized light. . In addition, the light source devices 101R, 101G, and 101B for each color light are sequentially turned on so as to be synchronized with the drive of the spatial light modulation device 110 corresponding to the image signal for each color. Note that the light guide optical system is not limited to the rod integrator 115, and for example, a fly-eye lens may be used.

図2は、プロジェクタ100からの投写光によってスクリーン140に画像を表示する状態を示す。本発明のプロジェクタ100は、プロジェクタ100とスクリーン140との間の空間に遮蔽物が入り込んだ場合に、進入者Sの位置への投写光の供給を停止することを特徴とする。図2に示す進入者Sは、投写レンズ130(図1参照)と、所定面であるスクリーン140との間に進入した遮蔽物であるとする。   FIG. 2 shows a state in which an image is displayed on the screen 140 by the projection light from the projector 100. The projector 100 according to the present invention is characterized in that the supply of projection light to the position of the intruder S is stopped when a shielding object enters the space between the projector 100 and the screen 140. Assume that the intruder S shown in FIG. 2 is a shield that enters between the projection lens 130 (see FIG. 1) and the screen 140 that is a predetermined surface.

図3は、空間光変調装置110の要部断面構成を示す。クロスダイクロイックプリズム112で合成された各色光は、空間光変調装置110の入射側防塵透明プレート301から入射し、射出側防塵透明プレート306から射出する。入射側防塵透明プレート301の内側には、透明電極等を有する対向基板302が形成されている。射出側防塵透明プレート306の内側にはTFT(薄膜トランジスタ)や透明電極等を有するTFT基板305が形成されている。そして、対向基板302とTFT基板305とを対向させて、入射側防塵透明プレート301と射出側防塵透明プレート306とを貼り合わせる。対向基板302とTFT基板305との間には、画像表示のための液晶層304が封入されている。また、液晶層304の入射光側には遮光のためのブラックマトリックス形成層303が設けられている。ブラックマトリックス形成層303は、開口部311と遮光部312とを有する。   FIG. 3 shows a cross-sectional configuration of the main part of the spatial light modulator 110. Each color light synthesized by the cross dichroic prism 112 enters from the incident side dust-proof transparent plate 301 of the spatial light modulator 110 and exits from the emission side dust-proof transparent plate 306. A counter substrate 302 having a transparent electrode or the like is formed inside the incident side dust-proof transparent plate 301. A TFT substrate 305 having TFTs (thin film transistors) and transparent electrodes is formed inside the emission-side dust-proof transparent plate 306. Then, the incident side dustproof transparent plate 301 and the emission side dustproof transparent plate 306 are bonded together with the counter substrate 302 and the TFT substrate 305 facing each other. A liquid crystal layer 304 for image display is sealed between the counter substrate 302 and the TFT substrate 305. Further, a black matrix forming layer 303 is provided on the incident light side of the liquid crystal layer 304 for shielding light. The black matrix forming layer 303 has an opening 311 and a light shielding part 312.

図4は、画素部404及び画素部404の周辺部の構成を説明するものである。遮光部312は、TFT基板305に設けられたTFT素子405に対応する位置に設けられている。TFT素子405は、画素部404ごとに画素電極407に接続して設けられている。TFT素子405は、画像信号に応じて画素部404を駆動するスイッチ素子である。TFT素子405は、照明光の照射によって光電変換を引き起こす場合がある。照明光に応じてTFT素子405が作動すると、空間光変調装置110を画像信号に応じて駆動することが困難となってしまう。遮光部312は、TFT素子405への照明光を遮断するために設けられている。   FIG. 4 illustrates the structure of the pixel portion 404 and the peripheral portion of the pixel portion 404. The light shielding portion 312 is provided at a position corresponding to the TFT element 405 provided on the TFT substrate 305. The TFT element 405 is provided for each pixel portion 404 connected to the pixel electrode 407. The TFT element 405 is a switch element that drives the pixel portion 404 in accordance with an image signal. The TFT element 405 may cause photoelectric conversion when irradiated with illumination light. When the TFT element 405 operates according to the illumination light, it becomes difficult to drive the spatial light modulator 110 according to the image signal. The light shielding unit 312 is provided to block illumination light to the TFT element 405.

各色光用光源装置101R、101G、101Bからの照明光は、ブラックマトリックス形成層303の開口部311を透過した後、液晶層304に設けられた画素部404に入射する。画素部404は、液晶層304のうち画素に対応して液晶分子を封入したセル部分である。画素部404から射出した光Lpは、変調光として空間光変調装置110から射出した後、スクリーン140へ投写される。投写像の画素は、単独の画素部404から射出した光によって形成される。画素部404を透過する光の光量は、画素部404ごとの印加電圧に応じた液晶分子の配列によって変化する。空間光変調装置110は、印加電圧に応じて液晶分子の配列を変化させることによって、画素部404の駆動を行う。   The illumination light from each color light source device 101R, 101G, 101B is transmitted through the opening 311 of the black matrix forming layer 303 and then enters the pixel portion 404 provided in the liquid crystal layer 304. The pixel portion 404 is a cell portion in which liquid crystal molecules are sealed corresponding to the pixels in the liquid crystal layer 304. The light Lp emitted from the pixel unit 404 is projected from the spatial light modulator 110 as modulated light and then projected onto the screen 140. The pixels of the projected image are formed by light emitted from the single pixel unit 404. The amount of light transmitted through the pixel portion 404 varies depending on the arrangement of liquid crystal molecules according to the applied voltage for each pixel portion 404. The spatial light modulator 110 drives the pixel unit 404 by changing the arrangement of liquid crystal molecules according to the applied voltage.

画素部404から射出した光によって投写光を形成するために、複数の画素部404及び開口部311は、画素に対応して行列状に配列されている。また、遮光部312は、複数の画素部404どうしの間に設けられている。TFT素子405の上には、光スイッチ素子406が設けられている。光スイッチ素子406は、投写レンズ130(図1参照)から投写され、遮蔽物である進入者S(図2参照)で反射された光Lrを検出する光検出部である。また、光スイッチ素子406は、進入者Sで反射された光LrによってON/OFFが制御される。光スイッチ素子406としては、例えば、光電変換が可能なフォトダイオードを用いることができる。   In order to form projection light by light emitted from the pixel portion 404, the plurality of pixel portions 404 and the openings 311 are arranged in a matrix corresponding to the pixels. The light shielding unit 312 is provided between the plurality of pixel units 404. An optical switch element 406 is provided on the TFT element 405. The optical switch element 406 is a light detection unit that detects the light Lr projected from the projection lens 130 (see FIG. 1) and reflected by the intruder S (see FIG. 2) that is a shield. The optical switch element 406 is controlled to be turned on / off by the light Lr reflected by the intruder S. As the optical switch element 406, for example, a photodiode capable of photoelectric conversion can be used.

光スイッチ素子406は、TFT素子405と同様に、画素部404に対応して設けられている。また、光スイッチ素子406は、遮光部312から見て射出側の、遮光部312に対応する位置に設けられている。なお、光スイッチ素子406は、射出側防塵透明プレート306に埋め込む場合に限らず、射出側防塵透明プレート306とは別に設けても良い。   The optical switch element 406 is provided corresponding to the pixel portion 404 as with the TFT element 405. The optical switch element 406 is provided at a position corresponding to the light shielding part 312 on the emission side when viewed from the light shielding part 312. The optical switch element 406 is not limited to being embedded in the emission-side dustproof transparent plate 306, and may be provided separately from the emission-side dustproof transparent plate 306.

図5は、投写レンズ130とスクリーン140との間に進入者Sが侵入していない時における投写光Lpの振舞いを示す。図6は、投写レンズ130とスクリーン140との間に進入者Sが進入した時における反射光Lrの振舞いを示す。本発明の基礎となる説明を行う必要上、図5及び図6は、プロジェクタ100のうち1つの画素部404からの光の振舞いを示している。図5に示す開口部311の像P1は、投写レンズ130によりスクリーン140上にて結像し、像P2となって表示される。このように、空間光変調装置110とスクリーン140とは、結像関係にある。なお、光スイッチ素子406は、各画素部404に対応してTFT素子405に並列して設けても良い。   FIG. 5 shows the behavior of the projection light Lp when the intruder S does not enter between the projection lens 130 and the screen 140. FIG. 6 shows the behavior of the reflected light Lr when the intruder S enters between the projection lens 130 and the screen 140. 5 and 6 illustrate the behavior of light from one pixel unit 404 of the projector 100 in order to explain the basis of the present invention. An image P1 of the opening 311 shown in FIG. 5 is formed on the screen 140 by the projection lens 130 and displayed as an image P2. As described above, the spatial light modulator 110 and the screen 140 are in an imaging relationship. Note that the optical switch element 406 may be provided in parallel with the TFT element 405 corresponding to each pixel portion 404.

投写レンズ130とスクリーン140との間に進入者Sが進入した場合、進入者Sで反射した光Lrは、投写レンズ130を透過して元の画素部404の方向へ戻る。空間光変調装置110とスクリーン140とが結像関係にあるのに対して、進入者Sと空間光変調装置110とは結像関係とはある程度ずれている。このことから、光Lrは、画素部404を射出するときよりある程度の広がりをもって空間光変調装置110に戻る。図6には、ある画素部404に対応して設けられている光スイッチ素子406に光Lrが入射する状態を示している。このようにして、光Lrは、進入者Sの位置に応じた光スイッチ素子406によって検出される。   When the intruder S enters between the projection lens 130 and the screen 140, the light Lr reflected by the intruder S passes through the projection lens 130 and returns to the original pixel unit 404. While the spatial light modulation device 110 and the screen 140 are in an imaging relationship, the intruder S and the spatial light modulation device 110 are somewhat deviated from the imaging relationship. For this reason, the light Lr returns to the spatial light modulator 110 with a certain degree of spread as compared to when the light is emitted from the pixel unit 404. FIG. 6 shows a state where the light Lr is incident on the optical switch element 406 provided corresponding to a certain pixel portion 404. In this way, the light Lr is detected by the optical switch element 406 corresponding to the position of the intruder S.

図7は、空間光変調装置110を駆動するための回路構成を示す。画素アレイ部701は、行列状に配列された複数の画素回路710を有する。画素回路710は、画素部404を駆動する。各画素回路710は、データ線Xm(m=1〜M)とアドレス線Yn(n=1〜N)とに接続されている。データ線Xmは、画素回路710の配列における列方向に沿って伸びる配線であって、「ソース線」とも呼ばれる。アドレス線Ynは、画素回路710の配列における行方向に沿って伸びる配線であって、「ゲート線」とも呼ばれる。   FIG. 7 shows a circuit configuration for driving the spatial light modulator 110. The pixel array unit 701 includes a plurality of pixel circuits 710 arranged in a matrix. The pixel circuit 710 drives the pixel unit 404. Each pixel circuit 710 is connected to a data line Xm (m = 1 to M) and an address line Yn (n = 1 to N). The data line Xm is a wiring extending along the column direction in the array of the pixel circuits 710 and is also referred to as a “source line”. The address line Yn is a wiring extending along the row direction in the array of the pixel circuits 710 and is also referred to as a “gate line”.

アドレス線駆動回路702は、不図示のコントローラからのアドレス線駆動信号に基づいて、アドレス線選択信号を供給する。アドレス線駆動回路702は、アドレス線選択信号によって、1本のアドレス線Ynを選択的に駆動して1行分の画素回路710群を選択する(ハイレベルにする)。データ線駆動回路703は、不図示のコントローラからのデータ線駆動信号に基づき、各データ線X1〜XMを介して各画素回路710にデータ信号を供給する。画素部404は、データ信号に応じて印加電圧が制御される。   The address line drive circuit 702 supplies an address line selection signal based on an address line drive signal from a controller (not shown). The address line driver circuit 702 selectively drives one address line Yn by an address line selection signal to select a group of pixel circuits 710 for one row (set to high level). The data line driving circuit 703 supplies a data signal to each pixel circuit 710 via each data line X1 to XM based on a data line driving signal from a controller (not shown). The applied voltage of the pixel portion 404 is controlled according to the data signal.

図8は、画素回路710の詳細な構成を示す。図8に示す画素回路710は、画素部404に電圧を印加するときに光を透過するノーマリーブラックモードの液晶表示装置における構成例である。TFT素子405のゲート電極は、アドレス線Ynに接続されている。TFT素子405のソース電極は、データ線Xmに接続されている。TFT素子405のドレイン電極は、フォトダイオード803、画素部404及び保持容量用コンデンサ802に接続されている。フォトダイオード803、804、抵抗部806は、直列して接続されている。フォトダイオード803、804は、それぞれ正負が逆になるように直列接続されている。フォトダイオード803〜抵抗部806と、画素部404と、保持容量用コンデンサ802とは、TFT素子405と対向電極803との間に並列して接続されている。なお、抵抗部806の位置は、図示するものに限られない。また、画素回路710は、抵抗部806を設けない構成としても良い。   FIG. 8 shows a detailed configuration of the pixel circuit 710. A pixel circuit 710 illustrated in FIG. 8 is a configuration example in a normally black mode liquid crystal display device which transmits light when a voltage is applied to the pixel portion 404. The gate electrode of the TFT element 405 is connected to the address line Yn. The source electrode of the TFT element 405 is connected to the data line Xm. The drain electrode of the TFT element 405 is connected to the photodiode 803, the pixel portion 404, and the storage capacitor 802. The photodiodes 803 and 804 and the resistance portion 806 are connected in series. The photodiodes 803 and 804 are connected in series so that the sign is reversed. The photodiode 803 to the resistor portion 806, the pixel portion 404, and the storage capacitor 802 are connected in parallel between the TFT element 405 and the counter electrode 803. Note that the position of the resistance portion 806 is not limited to that illustrated. Further, the pixel circuit 710 may have a structure in which the resistor portion 806 is not provided.

アドレス線選択信号によってアドレス線Ynが選択されると、アドレス線Yn上のTFT素子405がONになる。TFT素子405がONになると、その時のデータ線駆動信号に基づいて設定された所定の電圧値に従って、保持容量用コンデンサ802に電荷が供給される。画素部404は、所定の電圧値に応じた階調でONになる(光を透過させる)。画素部404の印加電圧は、次の書き込みが行われるまで保持容量用コンデンサ802に保持された電荷によって維持される。このように、進入者Sで反射した光Lrが入射しない場合、画素部404は、TFT素子405からの電流に応じて駆動する。   When the address line Yn is selected by the address line selection signal, the TFT element 405 on the address line Yn is turned on. When the TFT element 405 is turned on, electric charge is supplied to the storage capacitor 802 in accordance with a predetermined voltage value set based on the data line drive signal at that time. The pixel unit 404 is turned on (transmits light) at a gradation corresponding to a predetermined voltage value. The applied voltage of the pixel portion 404 is maintained by the charge held in the storage capacitor 802 until the next writing is performed. Thus, when the light Lr reflected by the intruder S is not incident, the pixel unit 404 is driven according to the current from the TFT element 405.

これに対して、フォトダイオード803、804に光Lrが入射すると、フォトダイオード803、804の等価抵抗値が低下して保持容量用コンデンサ802の電荷が対向電極808から流出する。画素部404の印加電圧は、保持容量用コンデンサ802の電荷が流出することによって略ゼロとなる。画素部404は、印加電圧が略ゼロになることによってOFFになる。   On the other hand, when the light Lr is incident on the photodiodes 803 and 804, the equivalent resistance values of the photodiodes 803 and 804 are reduced, and the charge of the storage capacitor 802 flows out from the counter electrode 808. The voltage applied to the pixel portion 404 becomes substantially zero when the charge of the storage capacitor 802 flows out. The pixel portion 404 is turned off when the applied voltage becomes substantially zero.

図9は、画素部404への印加電圧が略ゼロであるときに光を透過するノーマリーホワイトモードの液晶表示装置における画素回路910の構成例を示す。抵抗部806、フォトダイオード803、804は、直列して接続されている。また、抵抗部806〜フォトダイオード803の両端は、正電源あるいは高電位のバイアス線と画素部404の高電位側端子に接続されている。なお、抵抗部806の位置は、図示するものに限られない。また、画素回路910は、抵抗部806を設けない構成としても良い。   FIG. 9 illustrates a configuration example of the pixel circuit 910 in a normally white mode liquid crystal display device that transmits light when the voltage applied to the pixel portion 404 is substantially zero. The resistor portion 806 and the photodiodes 803 and 804 are connected in series. Further, both ends of the resistor portion 806 to the photodiode 803 are connected to a positive power source or a high potential bias line and a high potential side terminal of the pixel portion 404. Note that the position of the resistance portion 806 is not limited to that illustrated. The pixel circuit 910 may have a structure in which the resistor portion 806 is not provided.

フォトダイオード803、804に光Lrが入射すると、フォトダイオード803、804の等価抵抗値が低下して正電源からの電荷が保持容量用コンデンサ802へ流入する。保持容量用コンデンサ802からの電荷が供給されることにより、画素部404には電圧が印加される。そして、画素部404は、電圧が印加されることによってOFFになる。   When the light Lr is incident on the photodiodes 803 and 804, the equivalent resistance values of the photodiodes 803 and 804 decrease, and the charge from the positive power source flows into the storage capacitor 802. When the charge from the storage capacitor 802 is supplied, a voltage is applied to the pixel portion 404. The pixel portion 404 is turned off when a voltage is applied.

一般に、画素部404の液晶の劣化を低減するため、画素部404は周期的に反転されたコモン電位によって駆動される。画素回路710、910において、光検出部は、正負両方の印加電圧に対応するために、正負が逆の2つのフォトダイオード803、804で構成されている。コモン電位を反転させないで画素部404を駆動する場合は、光検出部としてフォトダイオード803、804のいずれか1つを設ける構成とすれば良い。   In general, in order to reduce deterioration of the liquid crystal in the pixel portion 404, the pixel portion 404 is driven by a common potential that is periodically inverted. In the pixel circuits 710 and 910, the light detection unit is configured by two photodiodes 803 and 804 having positive and negative in order to cope with both positive and negative applied voltages. In the case where the pixel portion 404 is driven without inverting the common potential, any one of the photodiodes 803 and 804 may be provided as the light detection portion.

プロジェクタ100をプレゼンテーション目的で使用する場合は、スクリーン140のプロジェクタ100側の位置に演説者等が進入する場面や、プロジェクタ100とスクリーン140との間を参加者が横切らざるを得ない場面もあり得る。さらに、家庭用としてプロジェクタ100を使用する場合でも同様に、観察者等が投写光を遮る状況は十分に考えられる。このような事態に対して、例えば、進入者が不快感を覚えない程度の投写光の強度にすることが考えられる。この場合、進入者が投写光を不快に感じることを防止できるが、明るい投写像を得ることできない。   When the projector 100 is used for the purpose of presentation, there may be a scene where a speaker or the like enters the position of the screen 140 on the projector 100 side, or a scene where the participant has to cross between the projector 100 and the screen 140. . Further, even when the projector 100 is used for home use, similarly, a situation where an observer or the like blocks the projection light is sufficiently conceivable. For such a situation, for example, it is conceivable to set the intensity of the projection light so that the intruder does not feel uncomfortable. In this case, it is possible to prevent an intruder from feeling uncomfortable with the projected light, but a bright projected image cannot be obtained.

この他、進入者Sの進入によってプロジェクタ100からの射出光を全てシャットダウンする構成が考えられる。全ての射出光をシャットダウンする構成をとれば、明るい投写像を得られる強度で光を供給できると考えられる。この場合、進入者Sの進入のたびに投写光が停止されることで円滑なプレゼンテーションを妨げるばかりでなく、画像の表示を停止させることに対して演説者や通行人にストレスを与える場合が生じ得る。さらに、進入者Sの進入によって光源部をOFFにする構成では、光源部の再起動に長時間を要することも考えられる。光源部の再起動に長時間を要すれば、さらに画像鑑賞やプレゼンテーションを妨げることになる。   In addition, a configuration in which all the light emitted from the projector 100 is shut down when the intruder S enters is conceivable. If a configuration is adopted in which all the emitted light is shut down, it is considered that light can be supplied with an intensity capable of obtaining a bright projection image. In this case, the projection light is stopped every time the intruder S enters, so that not only the smooth presentation is disturbed, but also the speaker or passerby may be stressed by stopping the display of the image. obtain. Further, in the configuration in which the light source unit is turned off when the intruder S enters, it may be considered that it takes a long time to restart the light source unit. If it takes a long time to restart the light source unit, it will further hinder image appreciation and presentation.

本発明のプロジェクタ100は、進入者Sの位置に対応する画素部404からの変調光の供給を停止する。プロジェクタ100は、プロジェクタ100とスクリーン140との間の進入者Sへの投写光Lpの供給を遮断し、進入者Sが投写光を不快に感じることを防止できる。また、進入者Sの位置以外の位置については、投写光Lpの供給をそのまま続ける。進入者Sの位置以外の位置については画像の投写を続行することを可能とし、画像の鑑賞を続けることができる。   The projector 100 of the present invention stops the supply of modulated light from the pixel unit 404 corresponding to the position of the intruder S. The projector 100 can block the supply of the projection light Lp to the intruder S between the projector 100 and the screen 140 and prevent the intruder S from feeling uncomfortable with the projection light. Further, for positions other than the position of the intruder S, the supply of the projection light Lp is continued as it is. For positions other than the position of the intruder S, it is possible to continue projecting the image and continue to view the image.

このように、光スイッチ素子406を画素部404に対応して設けることにより、遮蔽物の位置に応じて投写光Lpの供給を停止することができる。遮蔽物で反射した光Lrは、画素部404から出射するときよりも広がりをもつ光となって空間光変調装置に戻ることとなる。光スイッチ素子406は、遮蔽物が進入すると予想される位置に応じて位置や大きさを設定することが可能である。このようにして光スイッチ素子406を設けることにより、光Lrがある程度の広がりをもって戻ったとしても、遮蔽物の位置に対応して正確に画素部404をOFFにすることができる。これにより、プロジェクタ100とスクリーン140等との間の進入者Sが投写光を不快に感じることの防止と、画像の鑑賞を続けることとを同時に実現できるという効果を奏する。   Thus, by providing the optical switch element 406 corresponding to the pixel portion 404, the supply of the projection light Lp can be stopped according to the position of the shielding object. The light Lr reflected by the shielding object returns to the spatial light modulation device as light that is wider than when emitted from the pixel unit 404. The position and size of the optical switch element 406 can be set according to the position where the shielding object is expected to enter. By providing the optical switch element 406 in this way, even if the light Lr returns with a certain degree of spread, the pixel portion 404 can be accurately turned off according to the position of the shielding object. Thereby, it is possible to simultaneously prevent the intruder S between the projector 100 and the screen 140 and the like from feeling uncomfortable with the projection light and continue to view the image.

また、光スイッチ素子406を遮光部312に対応して設けることにより、光スイッチ素子406が画素部404からの光を遮ることを防止できる上、画素部404に対応して光スイッチ素子406を設けることができる。光スイッチ素子406は、例えばTFT素子405を形成する際のマスクパターンの変更によって形成可能である。このように光スイッチ素子406を遮光部312に対応させることで、光スイッチ素子406を比較的容易に形成することができる。また、変調光のスイッチングを簡易な構成で行うことが可能であるから、投写光をシャットダウンするための複雑な構成を設ける必要も無い。これにより、光スイッチ素子406が変調光の妨げになることを防止し、かつ容易に光スイッチ素子406を形成できるという効果を奏する。   Further, by providing the optical switch element 406 corresponding to the light shielding portion 312, the optical switch element 406 can be prevented from blocking light from the pixel portion 404, and the optical switch element 406 is provided corresponding to the pixel portion 404. be able to. The optical switch element 406 can be formed, for example, by changing a mask pattern when forming the TFT element 405. Thus, the optical switch element 406 can be formed relatively easily by making the optical switch element 406 correspond to the light shielding portion 312. Further, since it is possible to switch the modulated light with a simple configuration, it is not necessary to provide a complicated configuration for shutting down the projection light. As a result, the optical switch element 406 is prevented from interfering with the modulated light, and the optical switch element 406 can be easily formed.

光スイッチ素子406の位置や大きさは、進入者S等の遮蔽物が進入する位置を予想し、遮蔽物の位置に応じて画素部404を正確にOFFにできるように設定可能である。例えば、遮蔽物の進入が予想される位置と結像関係となる位置に光スイッチ素子406を設けると、遮蔽物の位置への投写光の遮断を正確に行うことができる。このような光スイッチ素子406の設定は、プロジェクタ100の用途や使用状況に応じて適宜変更できる。   The position and size of the optical switch element 406 can be set so that the position where a blocking object such as the intruder S enters can be predicted and the pixel unit 404 can be accurately turned off according to the position of the blocking object. For example, if the optical switch element 406 is provided at a position that is in an imaging relationship with the position where the entry of the shielding object is expected, the projection light can be accurately blocked at the position of the shielding object. Such a setting of the optical switch element 406 can be changed as appropriate according to the application and usage status of the projector 100.

なお、図6に図示するよりも光Lrが広がりをもって空間光変調装置110に戻る場合は、元の画素部404及びその周辺の画素部404に対応する各光スイッチ素子406に光Lrが入射する。この場合、進入者Sの位置と、さらにその周辺の位置について投写光の供給を停止することとなる。この場合も、進入者Sの不快感を十分に防止することができる。   When the light Lr spreads back to the spatial light modulator 110 more broadly than shown in FIG. 6, the light Lr is incident on each optical switch element 406 corresponding to the original pixel unit 404 and the surrounding pixel unit 404. . In this case, the supply of the projection light is stopped for the position of the intruder S and the surrounding positions. Also in this case, the discomfort of the intruder S can be sufficiently prevented.

光スイッチ素子406は、空間光変調装置110の全ての画素部404に対応して設ける構成に限らず、1つの光スイッチ素子406を複数の画素部404に対応させる構成としても良い。例えば、光スイッチ素子406で遮蔽物からの光を検知した場合、その光スイッチ素子406の周辺に設けられた画素部404からの変調光の供給を停止する。これにより、遮蔽物の位置に応じて変調光の供給を停止できる。1つの光スイッチ素子406を複数の画素部404に対応させる場合、光スイッチ素子406は、空間光変調装置110において略等間隔で設けることが望ましい。また、光スイッチ素子406の数を多くするに従い、遮蔽部の位置に正確に対応して変調光の供給を停止させることができる。   The optical switch element 406 is not limited to be provided corresponding to all the pixel units 404 of the spatial light modulator 110, and one optical switch element 406 may be configured to correspond to a plurality of pixel units 404. For example, when light from a shield is detected by the optical switch element 406, the supply of modulated light from the pixel unit 404 provided around the optical switch element 406 is stopped. Thereby, supply of modulated light can be stopped according to the position of the shield. When one optical switch element 406 corresponds to a plurality of pixel portions 404, it is desirable that the optical switch elements 406 are provided at substantially equal intervals in the spatial light modulator 110. Further, as the number of the optical switch elements 406 is increased, the supply of the modulated light can be stopped accurately corresponding to the position of the shielding portion.

光スイッチ素子406は、図4に示す遮光部312及びTFT素子405のスクリーン140側の位置に設ける場合に限られない。例えば、光スイッチ素子406は、TFT素子405に並列させて配置しても良い。光スイッチ素子406は、TFT素子405と一体に形成しても良い。さらに、TFT素子405とは別に光スイッチ素子406に設けず、TFT素子405が光スイッチ素子406としての機能を兼用することとしても良い。   The optical switch element 406 is not limited to the case where it is provided at the position on the screen 140 side of the light shielding portion 312 and the TFT element 405 shown in FIG. For example, the optical switch element 406 may be arranged in parallel with the TFT element 405. The optical switch element 406 may be formed integrally with the TFT element 405. Further, the optical switch element 406 may not be provided separately from the TFT element 405, and the TFT element 405 may also function as the optical switch element 406.

図10は、本発明の実施例2に係る空間光変調装置1110の構成を説明するものである。本実施例の空間光変調装置1110は、上記のプロジェクタ100に適用することができる。上記実施例1のプロジェクタ100と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の空間光変調装置1110は、集光レンズ1001を有することを特徴とする。集光レンズ1001は、光スイッチ素子406のスクリーン140側に設けられている。   FIG. 10 illustrates the configuration of a spatial light modulation device 1110 according to the second embodiment of the present invention. The spatial light modulation device 1110 of this embodiment can be applied to the projector 100 described above. The same parts as those of the projector 100 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The spatial light modulator 1110 of this embodiment includes a condenser lens 1001. The condenser lens 1001 is provided on the screen 140 side of the optical switch element 406.

図11は、投写レンズ130とスクリーン140との間に進入者Sが進入した時における反射光Lrの振舞いを示す。進入者Sで反射した光Lrは、投写レンズ130を透過した後集光レンズ1001に入射する。集光レンズ1001に入射した光Lrは、元の画素部404に対応する光スイッチ素子406に集光する。集光レンズ1001は、進入者Sで反射され光スイッチ素子406の方向へ進行する光Lrを光スイッチ素子406に集光する。集光レンズ1001を設けると、ある程度広がりをもって空間光変調装置110に戻る光Lrを、元の画素部404に対応する光スイッチ素子406へ導くことができる。   FIG. 11 shows the behavior of the reflected light Lr when the intruder S enters between the projection lens 130 and the screen 140. The light Lr reflected by the intruder S passes through the projection lens 130 and then enters the condenser lens 1001. The light Lr incident on the condenser lens 1001 is condensed on the optical switch element 406 corresponding to the original pixel unit 404. The condensing lens 1001 condenses the light Lr reflected by the intruder S and traveling in the direction of the optical switch element 406 on the optical switch element 406. When the condenser lens 1001 is provided, the light Lr returning to the spatial light modulator 110 with a certain extent can be guided to the optical switch element 406 corresponding to the original pixel unit 404.

集光レンズ1001の位置は、遮蔽物が進入すると予想される位置に応じて設定することが可能である。このようにして集光レンズ1001の位置を設定することにより、光Lrがある程度の広がりをもって戻ったとしても、遮蔽物の位置に対応して正確に画素部404をOFFにすることができる。これにより、遮蔽物の位置に応じて正確に投写光の供給を停止できるという効果を奏する。なお、集光レンズ1001は、光スイッチ素子406よりスクリーン140側にあれば良く、射出側防塵透明プレート306の上に設ける構成に限られない。集光レンズ1001は、例えば光スイッチ素子406の上に直接設けても良い。   The position of the condenser lens 1001 can be set in accordance with the position where the shielding object is expected to enter. By setting the position of the condensing lens 1001 in this way, even if the light Lr returns with a certain degree of spread, the pixel portion 404 can be accurately turned off according to the position of the shielding object. Thereby, there is an effect that the supply of the projection light can be stopped accurately according to the position of the shielding object. In addition, the condensing lens 1001 should just be in the screen 140 side from the optical switch element 406, and is not restricted to the structure provided on the emission side dust-proof transparent plate 306. The condenser lens 1001 may be provided directly on the optical switch element 406, for example.

図12は、本実施例の変形例に係る空間光変調装置1210の構成を説明するものである。空間光変調装置1210は、照明光の入射側と変調光Lpの射出側とにそれぞれ複数のマイクロレンズ素子1201、1202を有する。マイクロレンズ素子1201は、照明光を開口部311へ導くために設けられている。マイクロレンズ素子1202は、マイクロレンズ素子1201で絞られた光を略平行な光に変換する。マイクロレンズ素子1202を設けることで、投写レンズ130に入射するまでの変調光Lpの広がりを低減できる。なお、マイクロレンズ素子1202は必ずしも必要でなく、変調光Lpの広がりを許容するのであれば省略しても良い。   FIG. 12 illustrates a configuration of a spatial light modulation device 1210 according to a modification of the present embodiment. The spatial light modulator 1210 includes a plurality of microlens elements 1201 and 1202 on the illumination light incident side and the modulated light Lp emission side, respectively. The microlens element 1201 is provided to guide illumination light to the opening 311. The microlens element 1202 converts the light focused by the microlens element 1201 into substantially parallel light. By providing the microlens element 1202, the spread of the modulated light Lp until it enters the projection lens 130 can be reduced. Note that the microlens element 1202 is not necessarily required, and may be omitted if the spread of the modulated light Lp is allowed.

本変形例の空間光変調装置1210は、反射光Lrが光スイッチ素子406へ入射する位置以外の位置に、マイクロレンズ素子1202を設けることを特徴とする。例えば、光スイッチ素子406へ入射する反射光Lrがマイクロレンズ素子1202に入射したとすると、反射光Lrが光スイッチ素子406以外の位置へ進行する場合が考えられる。従って、反射光Lrが光スイッチ素子406へ入射する位置以外の位置にマイクロレンズ素子1202を設けることで、反射光Lrを確実に光スイッチ素子406へ入射可能な構成にできる。   The spatial light modulation device 1210 of this modification is characterized in that the microlens element 1202 is provided at a position other than the position where the reflected light Lr is incident on the optical switch element 406. For example, if the reflected light Lr incident on the optical switch element 406 is incident on the microlens element 1202, the reflected light Lr may travel to a position other than the optical switch element 406. Therefore, by providing the microlens element 1202 at a position other than the position where the reflected light Lr enters the optical switch element 406, the reflected light Lr can be reliably incident on the optical switch element 406.

さらに、図13に示す空間光変調装置1310のように、反射光Lrが光スイッチ素子406へ入射する位置に集光レンズ1301を設ける構成としても良い。集光レンズ1301を設けることにより、元の画素部404に対応する光スイッチ素子406へ正確に反射光Lrを導くことができる。   Further, a condensing lens 1301 may be provided at a position where the reflected light Lr is incident on the optical switch element 406 as in the spatial light modulator 1310 shown in FIG. By providing the condenser lens 1301, the reflected light Lr can be accurately guided to the optical switch element 406 corresponding to the original pixel portion 404.

なお、上記のプロジェクタ100は、空間光変調装置110として透過型液晶表示装置を用いる場合に限らず、反射型液晶表示装置やティルトミラーデバイスを用いても良い。ティルトミラーデバイスの例は、テキサス・インスツルメンツ社のDMDである。ティルトミラーデバイスは、画素部として可動ミラー素子を有する。遮蔽物で反射された光を光検出部が検出することにより、変調光が遮蔽物へ投写されないように可動ミラー素子を制御する。このようにして、ティルトミラーデバイスを用いるプロジェクタも、上記のプロジェクタ100と同様にして、遮蔽物への投写光の供給を停止することができる。また、上記のプロジェクタ100は、光源部としてLEDを用いる場合に限らず、他の固体発光素子や超高圧水銀ランプ等のランプ、又はレーザ光源を用いても良い。また、上記プロジェクタ100は、単独の空間光変調装置110を有する、いわゆる単板式プロジェクタに限らず、複数の空間光変調装置を有するいわゆる3板式プロジェクタ等でも、上記のプロジェクタ100と同様にして、遮蔽物への投写光の供給を停止することができる。   The projector 100 is not limited to the case where a transmissive liquid crystal display device is used as the spatial light modulator 110, but may be a reflective liquid crystal display device or a tilt mirror device. An example of a tilt mirror device is a DMD from Texas Instruments. The tilt mirror device has a movable mirror element as a pixel portion. When the light detection unit detects the light reflected by the shielding object, the movable mirror element is controlled so that the modulated light is not projected onto the shielding object. In this way, the projector using the tilt mirror device can also stop supplying the projection light to the shielding object in the same manner as the projector 100 described above. Further, the projector 100 is not limited to the case where the LED is used as the light source unit, but may be another solid light emitting element, a lamp such as an ultrahigh pressure mercury lamp, or a laser light source. Further, the projector 100 is not limited to a so-called single-plate projector having a single spatial light modulator 110, but also a so-called three-plate projector having a plurality of spatial light modulators can be shielded in the same manner as the projector 100. The supply of projection light to an object can be stopped.

以上のように、本発明に係るプロジェクタは、プレゼンテーションや動画を表示する場合に有用である。   As described above, the projector according to the present invention is useful when displaying a presentation or a moving image.

本発明の実施例1に係るプロジェクタの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a projector according to a first embodiment of the invention. プロジェクタによりスクリーンに画像を表示する状態の説明図。Explanatory drawing of the state which displays an image on a screen with a projector. 空間光変調装置の要部断面構成図。The principal part cross-section block diagram of a spatial light modulation device. 画素部及び画素部の周辺部の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a pixel portion and a peripheral portion of the pixel portion. 投写光の振舞いの説明図。Explanatory drawing of behavior of projection light. 投写光の振舞いの説明図。Explanatory drawing of behavior of projection light. 空間光変調装置を駆動するための回路構成図。The circuit block diagram for driving a spatial light modulation device. 画素回路の構成例を示す図。FIG. 9 illustrates a configuration example of a pixel circuit. 画素回路の構成例を示す図。FIG. 9 illustrates a configuration example of a pixel circuit. 本発明の実施例2に係る空間光変調装置の説明図。Explanatory drawing of the spatial light modulation apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 投写光の振舞いの説明図。Explanatory drawing of behavior of projection light. 実施例2の変形例に係る空間光変調装置の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a spatial light modulation device according to a modification of the second embodiment. 実施例2の変形例に係る空間光変調装置の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a spatial light modulation device according to a modification of the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100 プロジェクタ、101R R光用光源装置、101G G光用光源装置、101B B光用光源装置、110 空間光変調装置、112 クロスダイクロイックプリズム、112a、112b ダイクロイック膜、115 ロッドインテグレータ、130 投写レンズ、140 スクリーン、LN レンズ、S 進入者、301 入射側防塵透明プレート、302 対向基板、303 ブラックマトリックス形成層、304 液晶層、305 TFT基板、306 射出側防塵透明プレート、311 開口部、312 遮光部、404 画素部、405 TFT素子、406 光スイッチ素子、407 画素電極、701 画素アレイ部、702 アドレス線駆動回路、703 データ線駆動回路、710 画素回路、Xm データ線、Yn アドレス線、802 保持容量用コンデンサ、803、804 フォトダイオード、806 抵抗部、808 対向電極、910 画素回路、1001 集光レンズ、1010 空間光変調装置、1201、1202 マイクロレンズ素子、1210 空間光変調装置、1301 集光レンズ、1310 空間光変調装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Projector, 101R R light source device, 101G G light source device, 101B B light source device, 110 Spatial light modulator, 112 Cross dichroic prism, 112a, 112b Dichroic film, 115 Rod integrator, 130 Projection lens, 140 Screen, LN lens, S intruder, 301 incident side dustproof transparent plate, 302 counter substrate, 303 black matrix forming layer, 304 liquid crystal layer, 305 TFT substrate, 306 exit side dustproof transparent plate, 311 opening, 312 light shielding portion, 404 Pixel part, 405 TFT element, 406 optical switch element, 407 pixel electrode, 701 pixel array part, 702 address line driving circuit, 703 data line driving circuit, 710 pixel circuit, Xm data line, Yn address line 802 Retention capacitor, 803, 804 photodiode, 806 resistor, 808 counter electrode, 910 pixel circuit, 1001 condenser lens, 1010 spatial light modulator, 1201, 1202 microlens element, 1210 spatial light modulator, 1301 Optical lens, 1310 spatial light modulator

Claims (4)

照明光を供給する光源部と、
複数の画素部を備え、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置からの光を、前記空間光変調装置と結像関係にある所定面に投写する投写レンズと、を有し、
前記空間光変調装置は、前記投写レンズから投写され、前記投写レンズと前記所定面との間の遮蔽物で反射された光を検出する光検出部を有し、
前記光検出部は、前記画素部に対応して設けられ、
前記空間光変調装置は、前記遮蔽物の位置に応じた前記光検出部が前記遮蔽物で反射された光を検出することにより、前記遮蔽物の位置に対応する前記画素部からの変調光の供給を停止することを特徴とするプロジェクタ。
A light source unit for supplying illumination light;
A spatial light modulator that includes a plurality of pixel units and modulates light from the light source unit according to an image signal;
A projection lens that projects light from the spatial light modulation device onto a predetermined surface in an imaging relationship with the spatial light modulation device;
The spatial light modulator has a light detection unit that detects light projected from the projection lens and reflected by a shield between the projection lens and the predetermined surface,
The light detection unit is provided corresponding to the pixel unit,
In the spatial light modulation device, the light detection unit corresponding to the position of the shielding object detects light reflected by the shielding object, so that the modulated light from the pixel unit corresponding to the position of the shielding object is detected. A projector characterized by stopping supply.
前記空間光変調装置は、前記複数の画素部どうしの間に設けられている遮光部を有し、
前記光検出部は、前記遮光部に対応する位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。
The spatial light modulation device has a light shielding portion provided between the plurality of pixel portions,
The projector according to claim 1, wherein the light detection unit is provided at a position corresponding to the light shielding unit.
前記遮蔽物で反射され前記光検出部の方向へ進行する光を前記光検出部に集光する集光レンズをさらに有することを特徴とする請求項1又は2に記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 1, further comprising a condensing lens that condenses the light reflected by the shield and traveling toward the light detection unit on the light detection unit. 前記光検出部は、光スイッチ素子であって、
前記光スイッチ素子は、前記遮蔽物で反射された光によってON/OFFが制御されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
The light detection unit is an optical switch element,
The projector according to claim 1, wherein the optical switch element is controlled to be turned on / off by light reflected by the shield.
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