具有图像拾取功能的投影显示器的制造方法_5

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另一技术来解决由于波长的变化导致的上述缺点的方 法。如上所述,检测光源部的发射波长随温度敏感地变化。如图26中所示,可设置抑制部94 来抑制该变化。
[0187] 抑制部94包括贴附到近红外激光器42的珀耳帖装置91、连接至珀耳帖装置91的电 源部92、以及控制部93,控制部93通过电源部92控制珀耳帖装置91的温度。如图26中所示, 珀耳帖装置91紧密贴附至发射检测用近红外光的近红外激光器42,以防止近红外激光器42 的发射波长由于外部温度变化而劣化。可通过操纵温度的方法控制珀耳帖装置91。然而,可 优选使用控制部93监控来自图像拾取装置22的检测信号,并驱动珀耳帖装置91,使得例如 检测信号的级别变为最高。这可在考虑到近红外激光器42最初具有的个体差异、带通滤波 器81的最大通过波的不均匀性等的情况下实现最优化。
[0188] (可见光截止滤光器28的放置位置的优化)
[0189] 关于带通滤波器81的放置位置,已描述了带通滤波器81的最佳放置位置可优选位 于偏振分束器23与第一中继透镜组51A之间。然而,作为其不利效果,这可能涉及到作为投 影仪使用时图像显示的对比度降低。如上面第二实施方式中所述,可见光截止滤光器28可 优选设置在检测光学系统80中,以减少到达图像拾取装置22的可见光。如果防止可见光是 唯一的目的,则可在紧靠图像拾取装置22之前设置可见光截止滤光器28。然而,对于可见光 截止滤光器28来说,还存在更好的位置。
[0190]带通滤波器81是电介质多层膜,因此带通滤波器81反射除通带以外的其他波带。 因而,例如如图27中所示,在检测光学系统80中设置带通滤波器81,可使得带通滤波器81起 到对已穿过偏振分束器23的照明光L1的P偏振分量Lpl进行发射的作用。被带通滤波器81反 射的P偏振分量Lpl成为返回偏振分束器23的光,并且被反射到投影透镜24。结果,P偏振分 量Lpl发射到屏幕上,这降低了图像显示的对比度。因此,如图28中所示,可优选在带通滤波 器81与偏振分束器23之间设置吸收型的可见光截止滤光器28。这可抑制P偏振分量Lpl的反 射,由此防止对比度降低。
[0191] 注意,在图27和28中,作为一个示例,照明光L1中包含的P偏振分量Lpl为1%,且S 偏振分量Lsl为99%,但这些偏振分量中的每一分量的比例不限于该不例。
[0192] (4.3其他优选的构造示例)
[0193] (投影透镜24的红外透射率的优化)
[0194] 通过提高检测光所通过的光学组件的红外透射率来提高检测信号的级别,由此可 提高S/N比。在本实施方式的投影显示器中,被检测的近红外光通过投影透镜24,入射到检 测光学系统80上。普通的光学组件仅关心可见光范围(主要是RGB),因此可见光范围中的透 射率保持较高,其大约为90%。然而,在普通型的投影透镜24中,通常不使用红外区域,因此 并不关心红外区域。例如,在像超短焦距透镜一样,投影透镜24包括十五个透镜组的情形 中,当红外区域的透射率为每组90%时,整个投影透镜24的红外区域的透射率为0.9 15 = 21 %。另一方面,通过同样关心红外区域并将每组的红外区域的透射率增大至97%,整个投 影透镜24的红外区域的透射率为0.97 15 = 63%,因此整个投影透镜24的透射率增大了三倍。 这使得检测信号的级别完全变为三倍高。因此,当其中透镜数量趋于较大的超短焦距型的 透镜被应用于投影透镜24时,特别是关心透镜的红外区域的透射率是非常重要的。
[0195] 基于前述内容,当投影透镜24由N个透镜构成时(其中N为整数),投影透镜24对于 从检测光源部发射的近红外光的透射率可优选为(〇.95) N或更多。投影透镜24的透射率可 更优选为(〇.97,或更多。
[0196] (偏振分束器23的膜特性的优化)
[0197] 如图29中所示,通常来说,为了提高可见光范围的对比度特性,通过例如为偏振分 束器23提供反射S偏振分量并允许P偏振光通过的膜特性,偏振分束器23可提高投影仪的性 能。换句话说,提供了如下特性,对于照明光L1来说,S偏振分量Lsl被反射,且允许P偏振分 量Lpl通过。然而,给用于光检测的红外区域直接应用这些特性并不优选。换句话说,给检测 光同样提供反射S偏振分量Ls3并允许P偏振分量Lp3通过的特性并不优选。首先,在碰撞到 诸如手指之类的物体时返回偏振分束器23的检测光由于碰撞诸如手指之类的物体被散射, 而成为随机偏振光。由于该原因,当使偏振分束器23具有允许P偏振光通过的特性时,作为 检测光入射到偏振分束器23上的光的仅一半或更少被允许入射到检测光学系统80上。此 外,照明光L1中包含的具有P偏振分量的红外光穿过偏振分束器23而传播到检测光学系统 80中。
[0198] 因此,偏振分束器23可优选具有对于可见光来说反射S偏振分量并允许P偏振分量 通过的膜特性、以及对于红外光来说反射S偏振分量和P偏振分量二者的膜特性。如图30中 所示,对于检测光来说,这使得S偏振分量Ls3和P偏振分量Lp3被偏振分束器23反射到检测 光学系统80。因此,可使入射到检测光学系统80上的检测光的比例加倍。此外,照明光L1中 包含的红外区域中的P偏振分量Lpla被反射并被防止传播到检测光学系统80。这减小了噪 声分量,并用作提高S/N比的措施。
[0199] 注意,在图29和30中,照明光L1中包含的P偏振分量Lpl为1 %,且S偏振分量Lsl为 99%,但这些偏振分量中的每一分量的比例不限于该示例。
[0200] (其他实施方式)
[0201] 本公开内容的技术不限于上述实施方式每一个的描述,可进行各种修改。
[0202] 从公开内容的上述示例实施方式可至少获得下面的构造。
[0203] (1) 一种投影显示器,包括:
[0204] 偏振光分离装置,所述偏振光分离装置用于将入射光分离成第一偏振分量和第二 偏振分量,并且使所述第一偏振分量和所述第二偏振分量在彼此不同的各个方向上传播;
[0205] 照明部,所述照明部用于向着所述偏振光分离装置发射照明光,所述照明光包含 所述第一偏振分量和所述第二偏振分量,且所述第一偏振分量占主导;
[0206] 光阀,所述光阀用于基于图像数据调制经由所述偏振光分离装置入射的所述照明 光中包含的所述第一偏振分量,并且使所调制光从所述光阀发射并通过所述偏振光分离装 置;
[0207] 投影透镜,所述投影透镜用于将经由所述偏振光分离装置从所述光阀入射的所调 制光投影在投影平面上,并接收从与所述调制光的传播方向相反的方向上入射的检测光;
[0208] 图像拾取装置,所述图像拾取装置设置在与所述光阀光学共辄的位置处,并且所 述图像拾取装置用于接收经由所述投影透镜和所述偏振光分离装置二者入射的所述检测 光;和
[0209] -个以上的光学部件,所述一个以上的光学部件设置在所述照明部与所述图像拾 取装置之间,并且所述一个以上的光学部件用于减小进入所述图像拾取装置的所述照明光 中包含的至少所述第二偏振分量。
[0210] (2)根据(1)所述的投影显示器,进一步包括图像处理部,所述图像处理部用于基 于由所述图像拾取装置执行的图像拾取的结果,以将位置与所述投影平面上的投影图像的 坐标相关联的方式,检测位于所述投影平面上或接近所述投影平面的物体的特征点的位 置。
[0211] (3)根据(1)或(2)所述的投影显示器,其中所述图像拾取装置拾取所述投影平面 上的投影区域中的图像,所述投影区域由所述投影透镜形成且被定义为图像拾取区域。
[0212] (4)根据(1)到(3)任意一个所述的投影显示器,其中所述一个以上的光学部件包 括偏振部件,所述偏振部件设置在所述照明部与所述偏振光分离装置之间或者设置在所述 图像拾取装置与所述偏振光分离装置之间,并且所述偏振部件用于去除所述第二偏振分 量。
[0213] (5)根据(1)到(3)任意一个所述的投影显示器,其中所述一个以上的光学部件包 括可见光截止滤光器,所述可见光截止滤光器设置在所述偏振光分离装置与所述图像拾取 装置之间,并且所述可见光截止滤光器用于减小可见光分量。
[0214] (6)根据(1)到(5)任意一个所述的投影显示器,进一步包括照明控制部,其中:
[0215] 所述照明部包括第一光源、第二光源和第三光源,所述第一光源用于发射第一波 长的光,所述第二光源用于发射第二波长的光,且所述第三光源用于发射第三波长的光,
[0216] 所述照明控制部用于以场顺序方案控制所述第一到第三光源每一个的光发射, [0217]所述照明控制部将光发射控制成允许提供第一光发射时段和第二光发射时段,所 述第一光发射时段是使所述第一到第三光源以图像投影所必需的照度发射光的时段,所述 第二光发射时段是使所述第一到第三光源在不包括零照度的范围内以低于所述第一发光 时段中的所述照度的照度发射光的时段,且
[0218]所述图像拾取装置在所述第二光发射时段中拾取图像。
[0219] (7)根据(1)到(3)任意一个所述的投影显示器,进一步包括检测光源部,所述检测 光源部用于发射用于检测的非可见光,所述非可见光被至少发射为覆盖非可见光检测场, 所述非可见光检测场距所述投影平面一预定高度,并且所述非可见光检测场被由所述投影 透镜形成的所述投影平面上的投影区域限定,
[0220] 其中从接近所述投影区域的物体散射的所述非可见光作为所述检测光经由所述 投影透镜和所述偏振光分离装置二者进入所述图像拾取装置。
[0221] (8)根据(7)所述的投影显示器,其中所述一个以上的光学部件包括可见光截止滤 光器,所述可见光截止滤光器设置在所述偏振光分离装置与所述图像拾取装置之间,并且 所述可见光截止滤光器用于减小可见光分量。
[0222] (9)根据(8)所述的投影显示器,其中所述一个以上的光学部件包括偏振部件,所 述偏振部件设置在所述照明部与所述偏振光分离装置之间或者设置在所述图像拾取装置 与所述偏振光分离装置之间,并且所述偏振部件用于去除所述第二偏振分量。
[0223] (10)根据(7)到(9)任意一个所述的投影显示器,进一步包括外壳,所述外壳具有 预定表面并结合有所述检测光源部,
[0224] 其中所述投影透镜为具有0.38或更低的投射比的超短焦透镜,且
[0225] 所述外壳设置成使得所述预定表面与所述投影平面共面。
[0226] (11)根据(7)到(10)任意一个所述的投影显示器,其中:
[0227] 所述一个以上的光学部件包括设置在所述图像拾取装置与所述偏振光分离装置 之间的一个以上的反射镜,每个反射镜都具有偏振选择性和波长选择性,且
[0228] 所述一个以上的反射镜将经由所述投影透镜和所述偏振光分离装置入射的所述 检测光反射到所述图像拾取装置。
[0229] (12)根据(1)到(11)任意一个所述的投影显示器,进一步包括设置在所述图像拾 取装置与所述偏振光分离装置之间的一个以上的中继透镜组,每个中间透镜组都具有正功 率。
[0230] (13)根据(12)所述的投影显示器,其中:
[0231]从靠近所述偏振光分离装置的一侧起所述中继透镜组按顺序包括第一中继透镜 组和第二中继透镜组,且
[0232] 所述第二中继透镜组的焦距fi小于所述第一中继透镜组的焦距fb。
[0233] (14)根据(13)所述的投影显示器,其中:
[0234] 所述第一中继透镜组和所述第二中继透镜组形成具有缩小放大率B的缩小光学系 统,所述缩小放大率B满足
[0235] B = fi/fb,且满足
[0236] Li>B*Lb,
[0237] 其中Li是所述图像拾取装置的图像拾取表面的有效面积,Lb是所述光阀的显示表 面的有效面积。
[0238] (15)根据(7)所述的投影显示器,其中所述一个以上的光学部件包括带通滤波器, 所述带通滤波器设置在所述偏振光分离装置与所述图像拾取装置之间,并且所述带通滤波 器用于仅允许特定波长区域中的光通过。
[0239] (16)根据(15)所述的投影显示器,其中所述带通滤波器具有与所述检测光源部的 预定发射波长相同的中心波长,并且所述带通滤波器具有lOnm以上的通带宽度。
[0240] (17)根据(15)或(16)所述的投影显示器,其中进一步包括抑制部,所述抑制部用 于抑制所述检测光源部的所述发射波长中的变化不超过所述带通滤波器的通带宽度。
[0241] (18)根据(15)到(17)任意一个所述的投影显示器,进一步包括设置在所述图像拾 取装置与所述偏振光分离装置之间的远心光学系统,
[0242] 其中所述带通滤波器设置在所述远心光学系统与所述所述偏振光分离装置之间 的光路中,所述光路具有实质远心。
[0243] (19)根据(15)到(18)任意一个所述的投影显示器,其中所述一个以上的光学部件 包括可见光截止滤光器,所述可见光截止滤光器设置在所述带通滤波器与所述偏振光分离 装置之间,并且所述可见光截止滤光器具有吸收特性。
[0244] (20)根据(15)到(19)任意一个所述的投影显示器,进一步包括红外截止滤光器, 所述红外截止滤光器设置在所述照明部与所述偏振光分离装置之间,
[0245] 其中所述检
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