JP2007193136A

JP2007193136A - 投射型画像表示装置および投射型画像表示システム

Info

Publication number: JP2007193136A
Application number: JP2006011608A
Authority: JP
Inventors: Kunikatsu Shimada; 城克島田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-08-02
Also published as: CN101004541A; US20070165191A1

Abstract

【課題】機器設置と調整を簡便化でき、小規模な投影でも効率的な運用が可能な投射型画像表示装置および投射型画像表示システムを提供する。
【解決手段】傾斜して設けられたスクリーン２０に対して投射面２０Ａに投影される映像が適切となるように光学部１００をオフセットしたプロジェクタ装置１０を用いることで、卓上等に簡易に設けたスクリーン２０に対して歪のない映像を簡便に投影することができる。また、投射面２０Ａがスクリーンゲインを有するように構成されているので、大型のプロジェクタ装置と比べて輝度が小のプロジェクタ装置であっても良好な視認性が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、投射型画像表示装置および投射型画像表示システムに関し、特に、機器設置と調整を簡便化でき、小規模な投影でも効率的な運用が可能な投射型画像表示装置および投射型画像表示システムに関する。

近年、映像をより明るく繊細に大画面で写したいというニーズが高まり、プロジェクタや民生用液晶テレビ等の需要が急速に拡大している。また、高画質のデジタル放送も普及し始め、高画質化及び大画面化のニーズが年々高まっている。

また、近年では投射型画像表示装置（プロジェクタ）を用いたプレゼンテーションや会議も盛んに行われており、大サイズの映像光を用いて効果的な宣伝や情報伝達が行えるという特徴を有している。

このような用途としては、投影部から出射される映像光をスクリーンに投射する前面投影型が主流である。前面投影型の画像表示システムでは、映像光をスクリーンに反射させて映し出すので、スクリーン背面にデッドスペースが生じず、スクリーンサイズもプロジェクタの能力に応じて自由度が大であるという利点を有している。一方、投影部とスクリーンが独立しているので、映像光の適切な投影を行うのに位置決めが重要となる。特に、映像を正しく表示させるには映像光をスクリーンに対して直角に当てるように調整する必要がある。

このような調整を容易に行うものとして、プロジェクタとスクリーンの距離を測定し、プロジェクタの角度あるいはスクリーンに投影した画像の一方を自動的に調整するようにした投射型画像表示装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１７６２２６号公報

しかし、特許文献１の投射型画像表示装置によると、機器の位置決めあるいは映像光の投影状態に複雑な制御が必要となってユーザに煩雑な操作を強いることとなり、利便性が低下するという問題がある。また、構成の複雑化によって装置が大型化するだけでなく、コストダウンの障害になる。

前面投影型のプロジェクタでは、投影部とスクリーンが独立した構成を有することにより、モニタ等に映像を表示するよりも大画面の画像を容易に得られる反面、適切な画像を得るための調整作業が不可欠である。具体的にはスクリーンに対して直角に映像光を当てるといった位置決めや調整が要求される。また、大規模な投影を前提とせずに視聴者が数人でもプロジェクタを用いたいような状況では機器設置や調整に手間を要すると効率的な運用が望めない。そのため、機器設置段階から調整操作を経て映像光をスクリーンに投射するまでのユーザ操作の簡便性を高めることが重要である。

従って、本発明の目的は、機器設置と調整を簡便化でき、小規模な投影でも効率的な運用が可能な投射型画像表示装置および投射型画像表示システムを提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するため、傾斜した投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して映像光を前記傾斜した投射面に投射する光学部を有する投射型画像表示装置を提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、設置に基づき後傾した状態で設けられる投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して本体に収容され、映像光を後傾した前記投射面に投射する光学部を有する投射型画像表示装置を提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、設置に基づき後傾した状態で設けられる投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して本体に収容され、映像光の下端が設置面と平行となるように前記映像光を後傾した前記投射面に投射する光学部を有する投射型画像表示装置を提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、傾斜した投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して映像光を前記傾斜した投射面に投射する光学部を有する投射型画像表示装置と、前記映像光を投射される投射面を傾斜した状態で設置されるスクリーンとを含む投射型画像表示システムを提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、傾斜した投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して本体に収容され、映像光の下端が設置面と平行となるように前記映像光を前記傾斜した投射面に投射する光学部を有する投射型画像表示装置と、前記映像光を投射される投射面を傾斜した状態で卓上に設置されるスクリーンとを含む投射型画像表示システムを提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、設置に基づき後傾した状態で設けられる投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して本体に収容され、映像光の下端が設置面と平行となるように前記映像光を前記後傾した投射面に投射する光学部を有する投射型画像表示装置と、前記映像光を投射される投射面を傾斜した状態で卓上に設置され、前記投射面に投射された前記映像光に対するスクリーンゲインを有するスクリーンとを含む投射型画像表示システムを提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、投射面の法線方向に対して角度を有するように光軸を配置して本体に収容され、映像光の下端が設置面と平行となるように前記映像光を前記投射面に投射する光学部とを有する投射型画像表示装置と、前記映像光を投射されるスクリーンとを含む投射型画像表示システムを提供する。

本発明によれば、投射型画像表示システムにおける機器設置と調整を簡便化でき、小規模な投影でも効率的な運用が可能となる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る投射型画像表示システムであり、（ａ）は概略構成図、（ｂ）はスクリーンと光学系の関係図である。

（各部の構成）
この投射型画像表示システム１は、図１（ａ）に示すように静止画あるいは動画等の画像に基づく映像光Ｌを出射する前面投影型の画像表示装置であるプロジェクタ装置１０と、垂直方向に対して傾斜角θ（シータ）で後傾して設置される卓上型のスクリーン２０とを有しており、プロジェクタ装置１０に設けられる光学部１００が水平方向に対しスクリーン２０の傾斜角θと同様の角度θを有するように設けられている。

スクリーン２０は、プロジェクタ装置１０から出射され、投射面で反射される映像光ＬがユーザＡによって視認されるとき、充分な明るさを示すスクリーンゲインを有した投射面２０Ａを備えている。本実施の形態では、ユーザＡの視点はプロジェクタ装置１０よりも上方に位置した使用を前提としている。

図１（ｂ）は、光学部１００の投射レンズ１０１とスクリーン２０の関係を示す配置図である。投射レンズ１０１は、映像光Ｌの下端Ｌ_Ｂが机等の面に対して平行となるようにプロジェクタ装置１０の本体に収容されている。映像光Ｌは、投射レンズ１０１の光軸Ｏに対して角度θのオフセット量を有するように上端Ｌ_Ａおよび下端Ｌ_Ｂが配光制御される。この配光制御された映像光Ｌが角度θで後傾したスクリーン２０に投影されることで、スクリーン２０の投射面２０Ａ上で縦横比等の正常な最適な映像となる。なお、第１の実施の形態において、映像光Ｌの下端Ｌ_Ｂは机等の面に対して厳密に平行である必要はなく、視認性を損なわない程度（３°〜４°程度）の角度を有していてもよい。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要部についての概略構成図である。

このプロジェクタ装置１０は、映像光を出射する光学部１００と、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）プレーヤやビデオデッキ、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）装置からＲＧＢ映像信号を入力するインターフェース部１１０と、プロジェクタ装置１０の各部を制御する主制御部１１１と、プロジェクタ装置１０に入力する映像信号をインターフェース部１１０を介して入力する映像信号入力部１１２と、映像信号入力部１１２から入力する映像信号に基づいてＲＧＢのカラーに応じた画像に基づく画像信号を出力する表示制御部１１３と、ＲＧＢの画像信号に基づいて対応するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１０７Ｒ、１０７Ｇ、および１０７Ｂを駆動する駆動回路１１４Ｒ、１１４Ｇ、および１１４Ｂを含む液晶駆動部１１４と、映像信号入力部１１２から入力する映像信号に基づいて光源となるＬＥＤ（Light Emitting Diode）の発光制御を行わせる光源制御部１１５と、ＲＧＢの画像信号に基づいて対応するＬＥＤ１０８Ｒ、１０８Ｇ、および１０８Ｂを駆動する駆動回路１１６Ｒ、１１６Ｇ、および１１６Ｂを含むＬＥＤ駆動部１１６とを有する。なお、図２においては、説明を容易にするために操作系およびその他の構成については図示を省略している。

光源となるＬＥＤ１０８Ｒ、１０８Ｇ、および１０８Ｂは、ハロゲンやキセノン等の高出力ランプと比べて発熱量が小であり、放熱構造の簡略化によるプロジェクタ装置１０の小型化を実現している。

光学部１００は、映像光を投影する投射レンズ１０１と、複数のプリズム１０２〜１０６と、ＲＧＢの画像信号に応じた画像を表示するＬＣＤ１０７Ｒ、１０７Ｇ、および１０７Ｂと、ＲＧＢの光を出射するＬＥＤ１０８Ｒ、１０８Ｇ、および１０８Ｂとを有し、プリズム１０２〜１０４はＬＣＤ１０７Ｒ、１０７Ｇ、および１０７Ｂの画像光を投射レンズ１０１に導くためのダイクロイックプリズムを構成している。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係るスクリーンを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

スクリーン２０は、正面にスクリーンゲインを有した投射面２０Ａを有し、中央に縦半分折りを可能にするための折り曲げ部２０Ｂが設けられている。また、背面にはスクリーン２０を傾斜した状態で設置面３０に置くための支持部２１を有しており、支持部２１は収納時にスクリーン２０の背面と同一面を形成するように格納することができる。本実施の形態では、スクリーン２０の投射面２０Ａのサイズが４５８ｍｍ×３５３ｍｍ、対角寸法が５７６ｍｍで、設置面３０に置いたときにスクリーン上端が背面方向に１．７度傾斜するように設けられている。

また、スクリーン２０は、全体が樹脂材料で形成されるとともに投射面２０Ａに光拡散材を均一な厚さで塗布することによって形成されている。光拡散材としては、パールの微粒子や白色塗料を用いることができる。

（投射型画像表示システムの使用）
以下に、本発明の第１の形態の投射型画像表示システムを用いて簡易なプレゼンテーションを行う使用形態について説明する。

まず、少人数用の会議テーブルを用意し、着席した参加者から最も視認性の良い位置にスクリーン２０を配置する。このスクリーン２０は、前述したように配置した状態で上端が背面方向に傾斜したものである。

次に、スクリーン２０から所定の距離の位置（１〜２ｍ）にプロジェクタ装置１０を配置し、電源を投入してスクリーン２０の投射面２０Ａに映像光Ｌを投影する。このとき、投射面２０Ａに映し出された映像のピントが合っていないときは、プロジェクタ装置１０の位置を移動させることによって映像のピント合わせを行う。ピント合わせが終了した後、必要に応じてガンマ調整やシャープネス等の調整を行い、本格的な映像光の投影を行う。

（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によると、傾斜して設けられたスクリーン２０に対して投射面２０Ａに投影される映像が適切となるように光学部１００をオフセットしたプロジェクタ装置１０を用いることで、卓上等に簡易に設けたスクリーン２０に対して歪のない映像を簡便に投影することができる。また、投射面２０Ａがスクリーンゲインを有するように構成されているので、大型のプロジェクタ装置と比べて輝度が小のプロジェクタ装置であっても良好な視認性が得られる。

このような傾斜したスクリーン２０を用いることで、設営規模の小なる投射型画像表示システムを構築する場合の視認性の確保に有効である。例えば、図４に示すように設置面３０上にプロジェクタ装置４０を載置し、光学部１００の光軸方向に直角となるようにスクリーン２０を配置した場合、ユーザＡにとって好ましいスクリーン２０の視野範囲にプロジェクタ装置４０が入り込んでしまうという不都合がある。また、スクリーン２０とユーザＡの距離が近距離であると、スクリーン２０に対するユーザＡの視線の傾きが大になって映像を正しい形状で視認できないという不具合もある。

これに対し、図１（ａ）に示すようにスクリーン２０が傾斜した配置で映像光Ｌを投影することで、スクリーン２０が安定するだけでなく、スクリーン２０に対してユーザＡが自然に覗き込んだ状態の視線がスクリーン２０の投射面２０Ａに対しほぼ鉛直に入射するようになる。そのため、ユーザＡに視認される映像に像歪みが生じないだけでなくプロジェクタ装置１０がユーザＡの視野に入りにくくなる。

なお、第１の実施の形態で説明したスクリーン２０は、中央で折り曲げが可能な横折りたたみ型であるが、上記した傾斜状態で設置可能なものであれば縦折りたたみ型であっても良く、さらには分割された複数のパネルを連結させて組み立てる組み立て型のスクリーン等であっても良い。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る投射型画像表示システムであり、（ａ）は概略構成図、（ｂ）はプロジェクタ装置の姿勢を保持するアダプタを用いた概略構成図である。以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成および機能を有する部分については同一の符号を用いている。

この投射型画像表示システムは、第１の実施の形態で説明したスクリーン２０を垂直な壁面に固定し、プロジェクタ装置１０を設置面３０に載置したものである。このように、スクリーン２０を垂直に固定したものに対して、第１の実施の形態で説明したプロジェクタ装置１０から映像光Ｌを出射する構成も可能である。

また、図５（ｂ）に示すようにプロジェクタ装置１０の姿勢を設定するアダプタ１１を用いて、第１の実施の形態で説明したプロジェクタ装置１０とスクリーン２０との配置に基づく映像光Ｌの投影が行えるように、プロジェクタ装置１０の姿勢を設定して設置面３０に載置しても良い。

上記した第２の実施の形態によると、第１の実施の形態で説明した、傾斜したスクリーン２０以外のスクリーンに対する映像光Ｌの投影も可能としながら、アダプタ１１の使用によって傾斜しないスクリーンに対する適切な投影も行うことができる。

（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る投射型画像表示システムの概略構成図である。

この投射型画像表示システム１は、第１の実施の形態で説明したプロジェクタ装置１０から出射される映像光Ｌを吊り下げ式のスクリーン５０に投影するものである。スクリーン５０は、壁面６０に支持固定されるとともにスクリーン下部が床面６１に支持されることによって、その投射面５０Ａが第１の実施の形態と同様に傾斜角θを有して設置されている。

（第３の実施の形態の効果）
上記した第３の実施の形態によると、第１の実施の形態の好ましい効果に加えて、吊り下げ式のスクリーン５０でも同様の効果が得られる。

（第４の実施の形態）
図７は、本発明の第４の実施の形態に係るスクリーンの他の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部における断面図である。

第４の実施の形態のスクリーン７０は、収容体およびスクリーン支持部を兼ねるケース７１と、投射面７２Ａを有するスクリーン部７２とを有し、スクリーン部７２はケース７１の背面に対して第１の実施の形態で説明した傾斜角θを有するように形成されている。スクリーン部７２は、第１の実施の形態で説明したスクリーン２０と同様に折り曲げ部７２Ｂで縦半分折りが可能な折りたたみ構造を有する。

ケース７１は、図示しない蓋部とともに箱状の収容体を構成するものであり、プロジェクタ装置１０の未使用時には縦半分折りにしたスクリーン部７２とプロジェクタ装置１０とを同梱して収容できるものである。

（第４の実施の形態の効果）
上記した第４の実施の形態によると、第１の実施の形態の好ましい効果に加えて、ケース７１を机等の設置面３０に置くだけでスクリーン部７２がプロジェクタ装置１０から出射される映像光Ｌに応じた適切な角度に傾斜した状態に設置される。また、プロジェクタ装置１０およびスクリーン部７２を同一の箱状収容体に収容できるので、設営および収容が容易となり、プロジェクタの効率的な運用を可能にできる。

なお、本発明は、上記した各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る投射型画像表示システムであり、（ａ）は概略構成図、（ｂ）はスクリーンと光学系の関係図である。本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要部についての概略構成図である。本発明の第１の実施の形態に係るスクリーンを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。従来のプロジェクタ装置による投影状態を示す概略構成図である。本発明の第２の実施の形態に係る投射型画像表示システムであり、（ａ）は概略構成図、（ｂ）はプロジェクタ装置の姿勢を保持するアダプタを用いた概略構成図である。本発明の第３の実施の形態に係る投射型画像表示システムの概略構成図である。本発明の第４の実施の形態に係るスクリーンの他の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部における断面図である。

符号の説明

１…投射型画像表示システム、１０…プロジェクタ装置、１１…アダプタ、２０…スクリーン、２０Ａ…投射面、２０Ｂ…折り曲げ部、２１…支持部、３０…設置面、４０…プロジェクタ装置、５０…スクリーン、５０Ａ…投射面、６０…壁面、６１…床面、７０…スクリーン、７１…ケース、７２…スクリーン部、７２Ａ…投射面、７２Ｂ…折り曲げ部、１００…光学部、１０１…投射レンズ、１０２〜１０６…プリズム、１１０…インターフェース部、１１１…主制御部、１１２…映像信号入力部、１１３…表示制御部、１１４…液晶駆動部、１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂ…駆動回路、１１５…光源制御部、１１６…駆動部、１１６Ｒ，１１６Ｇ，１１６Ｂ…駆動回路

Claims

傾斜した投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して映像光を前記傾斜した投射面に投射する光学部を有することを特徴とする投射型画像表示装置。
設置に基づき後傾した状態で設けられる投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して本体に収容され、映像光を後傾した前記投射面に投射する光学部を有することを特徴とする投射型画像表示装置。
設置に基づき後傾した状態で設けられる投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して本体に収容され、映像光の下端が設置面と平行となるように前記映像光を後傾した前記投射面に投射する光学部を有することを特徴とする投射型画像表示装置。
前記光学部は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる光源から出射される光に基づいて生成された前記映像光を前記投射面に投射する請求項１から３のいずれか１項に記載の投射型画像表示装置。
傾斜した投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して映像光を前記傾斜した投射面に投射する光学部を有する投射型画像表示装置と、
前記映像光を投射される投射面を傾斜した状態で設置されるスクリーンとを含むことを特徴とする投射型画像表示システム。
傾斜した投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して本体に収容され、映像光の下端が設置面と平行となるように前記映像光を前記傾斜した投射面に投射する光学部を有する投射型画像表示装置と、
前記映像光を投射される投射面を傾斜した状態で卓上に設置されるスクリーンとを含むことを特徴とする投射型画像表示システム。
設置に基づき後傾した状態で設けられる投射面の法線方向に平行となるように光軸を配置して本体に収容され、映像光の下端が設置面と平行となるように前記映像光を前記後傾した投射面に投射する光学部を有する投射型画像表示装置と、
前記映像光を投射される投射面を傾斜した状態で卓上に設置され、前記投射面に投射された前記映像光に対するスクリーンゲインを有するスクリーンとを含むことを特徴とする投射型画像表示システム。
前記スクリーンは、折りたたみ可能な卓上設置型の形態を有する請求項５から７のいずれか１項に記載の投射型画像表示システム。
前記スクリーンは、前記投射面の法線方向にスクリーンゲインを有する請求項７に記載の投射型画像表示システム。
投射面の法線方向に対して角度を有するように光軸を配置して本体に収容され、映像光の下端が設置面と平行となるように前記映像光を前記投射面に投射する光学部とを有する投射型画像表示装置と、
前記映像光を投射されるスクリーンとを含むことを特徴とする投射型画像表示システム。