JP2001109393A - 投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトな機器構成で、大きな表示画面を
得ることが可能な投射型画像表示装置を提供する。 【解決手段】 画像信号光を形成する画像表示手段１１
と、該画像表示手段１１による画像信号光を投射する画
像投射手段１２と、該画像投射手段１２による投射光を
結像するスクリーン４とを有する第１の筐体２と、前記
画像投射手段１２からの投射光を前記スクリーン４に導
くための反射手段６を有する第２の筐体３とから構成さ
れた投射型画像表示装置１であって、前記第２の筐体３
を前記第１の筐体２に対して開閉自在に設けたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーンに画像
を投射する画像表示装置に関し、より詳細には、不使用
時にはコンパクトに収納することが可能な投射型画像表
示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、テレビ電話やテレビ会議等で映像
情報などを表示するための小型のディスプレイ装置が種
々提案されている。例えば、一例として特開平９ー１６
８１４１号公報には、ホログラムスクリーンを用いた撮
像機能付き表示装置が提案されている。図９にこの撮像
機能付き表示装置の概略構成を示す。

【０００３】図９において、１１０は表示画面を見る観
者の様子を撮影することができる表示装置であり、表示
情報を記録した信号光１２２を発する表示器１１１と、
拡散板を記録した透明なホログラムスクリーン１２３
と、表示器１１１の信号光１２２をホログラムスクリー
ン１２３に結像させる結像光学系１１７と、ホログラム
スクリーン１２３の背後からスクリーン前方の観者１２
５を透視し撮影する撮像手段（カメラ）１２０とを有し
ている。

【０００４】１２１は撮像手段１２０の入光部の中央部
と観者１２５の目１２６の近傍とを結ぶ線を表わし、こ
の線はホログラムスクリーン１２３上の結像の中心部と
観者１２５の目１２６の近傍とを結ぶ線におよそ一致す
る。

【０００５】１１２はバックライト光源、１１５はＬＣ
Ｄ(液晶)パネルであり、バックライト光源１１２からの
光を、ＬＣＤ(液晶)パネル１１５の背後から照射するこ
とにより、ＬＣＤ(液晶)パネル１１５に形成された表示
像の信号光１２２を得る。

【０００６】１１８はＬＣＤ(液晶)パネル１１５からの
信号光１２２を反射する反射ミラー、１１９はホログラ
ムスクリーン１２３上に表示像を結像するための結像レ
ンズである。１２４は拡散板が記録されているホログラ
ムスクリーン１２３の拡散角の範囲内の拡散光である。

【０００７】撮像手段１２０及びホログラムスクリーン
１２３は、非使用時に矢印方向に傾動し、折り畳まれて
撮像機能付き表示装置１１０内に収納される。使用時に
は、撮像手段１２０及びホログラムスクリーン１２３を
引き上げて固定する。この状態で、ホログラムスクリー
ン１２３上の表示像は、拡散板の拡散角の範囲内にある
観者１２５に視認されるようになる。

【０００８】また、特開平１０ー１４９１１２号公報に
は、携帯性を損なわず、ディスプレイを機器サイズより
大きくすることが可能な拡張型ディスプレイ及びこれを
用いた携帯情報機器が提案されている。図１０及び図１
１にこの携帯型情報機器の概略構成を示す。

【０００９】図１０の斜視図において、１３０は拡張型
ディスプレイを用いた携帯型情報機器であり、画像が投
影されるスクリーン１３１と、このスクリーン１３１を
巻き取って収納するスクリーン収納部１３２と、このス
クリーン収納部１３２を上側面に可動固定自在に設け、
内部にバッテリやＣＰＵを有する本体部１３３とを有し
ている。

【００１０】この携帯型情報機器１３０は、非使用時に
は、図１０（ａ）に示すように、スクリーン１３１をス
クリーン収納部１３２に収納し、このスクリーン収納部
１３２を本体部１３３と一体化している。

【００１１】一方、携帯型情報機器１３０の使用時は、
図１０（ｂ）に示すように、スクリーン収納部１３２を
本体部１３３から可動せしめ、ユーザに対面する位置に
固定し、スクリーン収納部１３２からスクリーン１３１
を引き出し広げて固定する。

【００１２】この固定は、スクリーン収納部１３２に収
納している支持棒１３４をスクリーン１３１の上辺およ
び下辺に沿って延出させ、この支持棒１３４にスクリー
ン１３１の端部を係止することにより行う。

【００１３】図１１の側断面図（使用時）において、本
体部１３３には、赤、青、緑の３色のＬＥＤをアレイ状
に配置した光源１４０が内蔵されている。また、本体部
１３３の横に配置されたハウジング１４６は、光源１４
０から出射された光を２次元的に集光するマイクロレン
ズアレイ１４１と、光スイッチとなるエレメントを２次
元的に配置した反射型光スイッチアレイ１４２と、反射
型光スイッチアレイ１４２で反射した光をスクリーン１
３１上に集光するレンズ１４３とを含んでいる。

【００１４】このハウジング１４６は、携帯型情報機器
１３０を使用していない時には、光学系１４５ごと本体
部１３３内に収納され、携帯型情報機器１３０を使用す
る時は、本体部１３３から引き出されて光源１４０の光
軸上で固定されるようになっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９と
ともに上述した撮像機能付き表示装置では、使用時に表
示器１１１、結像光学系１１７等を有する装置本体部分
からの画像投射光のホログラムスクリーン１２３への入
射角度（スクリーンの垂線からの角度）を小さくしなけ
ればならず、また、装置本体内の投射光学系は相対的に
固定する必要があるため、装置本体の小型化には限界が
あり、携帯用端末装置として使用することが困難である
という問題があった。

【００１６】同様に、図１０及び図１１とともに上述し
た携帯型情報機器においても、使用時に本体部１３３や
ハウジング１４６からの画像投射光のスクリーン１３１
への入射角度（スクリーンの垂線からの角度）を小さく
しなければならず、また、ハウジング１４６を本体部１
３３から引き出して固定しなければならないため、小型
化が困難であり、携帯用端末装置としての使い勝手が悪
いという問題があった。

【００１７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、コンパクトな機器構成で、大きな表示画面を得
ることが可能な投射型画像表示装置を提供することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、画
像信号光を形成する画像表示手段と、該画像表示手段に
よる画像信号光を投射する画像投射手段と、該画像投射
手段による投射光を結像するスクリーンとを有する第１
の筐体と、前記画像投射手段からの投射光を前記スクリ
ーンに導くための反射手段を有する第２の筐体とから構
成された投射型画像表示装置であって、前記第２の筐体
を前記第１の筐体に対して開閉自在に設けたものであ
る。

【００１９】本願の第２の発明は、画像信号光を形成す
る画像表示手段と、該画像表示手段による画像信号光を
投射する画像投射手段とを有する第１の筐体と、前記画
像投射手段からの投射光をスクリーンに導くための反射
手段と、該反射手段による反射光を結像するスクリーン
とを有する第２の筐体とから構成された投射型画像表示
装置であって、前記第２の筐体を前記第１の筐体に対し
て開閉自在に設けたものである。

【００２０】本願の第３の発明は、前記スクリーンとし
て、ホログラフィックスクリーンを用いたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の投射型画像表示装
置の第１実施形態について、図１及び図２とともに説明
する。ここで、図１は本実施形態の投射型画像表示装置
における概略構成を示す外観斜視図、図２は本実施形態
の投射型画像表示装置における使用状態を示す正面透視
図であり、同一部分には同一符号を付している。

【００２２】本実施形態の投射型画像表示装置１は、図
１に示すように、基本的に、第1の筐体２と、第２の筐
体３と、スクリーン４とから構成されている。尚、第1
の筐体２と第２の筐体３とは、ちょうつがい５により矢
印ａ方向に開閉自在に接続されており、使用時は約９０
度開成した状態で保持される構造となっている。

【００２３】通常時（非使用時）は、図１（a）に示す
ように、スクリーン４を第1の筐体２または第２の筐体
３に収納し、第1の筐体２と第２の筐体３とを折り畳ん
だ状態（閉成状態）として持ち運ぶ。

【００２４】一方、使用時においては、図1（b）に示す
ように、第1の筐体２と第２の筐体３とを、約９０度開
成した状態で固定し、スクリーン４をある程度の張力を
持たせて固定するための支持部材１０を、第1の筐体２
から矢印ｂ方向に約９０度回動させて引き出す。

【００２５】スクリーン４は、第1の筐体２の中に収納
されており、矢印ｃ方向に引き出して、支持部材１０及
び第２の筐体３の間で固定する。ここで、スクリーン４
は、第２の筐体３の中に収納されるようにしても良く、
この場合、矢印ｄ方向に引き出して、支持部材１０に固
定する。

【００２６】ここでは、スクリーン４として、斜め方向
から入射した光をスクリーン垂直方向（正面方向）に回
折するような干渉縞が記録されているホログラフィック
スクリーンを用いており、正面方向への回折光の強度を
高め、消費電力を増加することなく、明るい表示を可能
としている。

【００２７】尚、このスクリーン４を固定するための支
持部材１０は、第1の筐体２に収納する構成としている
が、第２の筐体３に収納するようにしても良い。スクリ
ーン４の収納、固定方法に関しては、後ほど別途説明す
る。

【００２８】図２において、第1の筐体２は、画像表示
手段であるＬＥＤアレイデバイス１１、画像投射手段で
ある投射レンズ１２、及びガルバノミラー１３とを有し
ている。また、第２の筐体３には、投射レンズ１２で集
光された画像信号光７をスクリーン４に拡大投射するた
めの反射ミラー６が設けられている。

【００２９】尚、第２の筐体３の反射ミラー６は、スク
リーン４に対し傾斜して配置されており、反射光８をス
クリーン４に斜め方向から投射する。このとき、反射光
８のスクリーン４への入射角度は、反射ミラー６に近い
側で約３０度、遠い側で約８０度となる。

【００３０】ＬＥＤアレイデバイス１１は、直線状に整
列された複数の発光ダイオード(ＬＥＤ)により構成さ
れ、個々に選択発光を行うことができる。ＬＥＤの数
は、画像が投影されるスクリーン４の幅、つまり左右方
向の行の分解能に相当する。

【００３１】ＬＥＤアレイデバイス１１からの光は、投
射レンズ１２により集光される。そして、投射レンズ１
２からの光は、ガルバノミラー１３に照射される。ガル
バノミラー１３は５０Hzから１００Hzの範囲内の予め決
められた周波数で走査角度がピーク値で約１０°にわた
って振動させることができる。ガルバノミラー１３によ
り反射された画像信号光は、第２の筐体３の反射ミラー
６で折り返され、スクリーン４上に投影される。

【００３２】ここで、ガルバノミラー１３が振動させら
れる時、ＬＥＤからの光が投射されるスクリーン４上の
位置が変化する。このため、ガルバノミラー１３の色々
な振動点におけるＬＥＤアレイデバイス１１の各々のＬ
ＥＤを選択的に発光させることにより、連続する列の表
示点が現れ二次元の画像を表示することができる。

【００３３】尚、スクリーン４上で画像を表示すること
ができる領域９は、一般的に台形状となるので、投射画
像の台形歪みを補正する公知の技術や、本願出願人が先
に出願した特願平１０-３５２４９４号に記載された技
術などを用いて、矩形領域を切り出すことにより、一般
のディスプレイと同様に矩形状の画面を表示することが
可能となる。

【００３４】以上述べたように、第２の筐体３の反射ミ
ラー６を用いて、画像信号光を折り返すことにより、投
射レンズ１２の像面側の距離を長くとることが可能とな
り、表示画像の拡大率を大きくすることができる。これ
によって、装置本体の小型化を実現することができ、且
つ大画面の投射画像を得ることが可能となる。

【００３５】次に、本発明の投射型画像表示装置の第２
実施形態について、図３及び図４とともに説明する。こ
こで、図３は本実施形態の投射型画像表示装置における
概略構成を示す外観斜視図、図４は本実施形態の投射型
画像表示装置における使用状態を示す正面透視図であ
り、同一部分には同一符号を付している。

【００３６】本実施形態の投射型画像表示装置２１は、
図３に示すように、基本的に、第1の筐体２２と、第２
の筐体２３と、スクリーン２４とから構成されている。
尚、スクリーン２４の両端部はそれぞれ第1の筐体２２
及び第２の筐体２３に取り付けられており、第1の筐体
２２と第２の筐体とは、平行に開閉自在に設けられてい
る。

【００３７】通常時（非使用時）は、図３（ａ）に示す
ように、スクリーン２４を第1の筐体２２または第２の
筐体２３に収納し、第1の筐体２２と第２の筐体２３と
を重ねて折り畳んだ状態（閉成状態）として持ち運ぶ。

【００３８】一方、使用時においては、図３（ｂ）に示
すように、第1の筐体２２と第２の筐体２３とを、双方
が離間するように、矢印ｅ方向または矢印ｆ方向に開成
し、スクリーン２４を第1の筐体２２と第２の筐体２３
との間である程度の張力を持たせて固定するための支持
部材３０及び／又は支持部材４０を、それぞれ矢印ｇ方
向、矢印ｈ方向に約９０度回動させて引き出す。

【００３９】スクリーン２４は、第1の筐体２２の中に
収納しても、第２の筐体２３に収納しても良い。あるい
は、両方の筐体２２，２３にスクリーン２４を半分づつ
収納することもできる。スクリーン２４の収納方法及び
固定方法に関しては、後ほど別途説明する。

【００４０】図４において、第1の筐体２２は、画像表
示手段であるＬＥＤアレイデバイス３１、画像投射手段
である投射レンズ３２、及びガルバノミラー３３とを有
している。また、第２の筐体２３には、投射レンズ３２
で集光された画像信号光２７をスクリーン２４に拡大投
射するための反射ミラー２６が設けられている。

【００４１】尚、第２の筐体２３の反射ミラー２６は、
スクリーン２４に対し傾斜して配置されており、反射光
２８をスクリーン２４に斜め方向から投射する。このと
き、反射光２８のスクリーン２４への入射角度は、反射
ミラー２６に近い側で約３０度、遠い側で約８０度とな
る。

【００４２】ＬＥＤアレイデバイス３１は、直線状に整
列された複数の発光ダイオード(ＬＥＤ)により構成さ
れ、個々に選択発光を行うことができる。ＬＥＤの数
は、画像が投影されるスクリーン２４の幅、つまり左右
方向の行の分解能に相当する。

【００４３】ＬＥＤアレイデバイス３１からの光は、投
射レンズ３２により集光される。そして、投射レンズ３
２からの光は、ガルバノミラー３３に照射される。ガル
バノミラー３３は５０Hzから１００Hzの範囲内の予め決
められた周波数で走査角度がピーク値で約１０°にわた
って振動させることができる。ガルバノミラー３３によ
り反射された画像信号光は、第２の筐体３の反射ミラー
２６で折り返され、スクリーン２４上に投影される。

【００４４】ここで、ガルバノミラー３３が振動させら
れる時、ＬＥＤからの光が投射されるスクリーン２４上
の位置が変化する。このため、ガルバノミラー３３の色
々な振動点におけるＬＥＤアレイデバイス３１の各々の
ＬＥＤを選択的に発光させることにより、連続する列の
表示点が現れ二次元の画像を表示することができる。

【００４５】尚、スクリーン２４上で画像を表示するこ
とができる領域２９は、一般的に台形状となるので、投
射画像の台形歪みを補正する公知の技術や、本願出願人
が先に出願した特願平１０-３５２４９４号に記載され
た技術などを用いて、矩形領域を切り出すことにより、
一般のディスプレイと同様に矩形状の画面を表示するこ
とが可能となる。

【００４６】以上述べたように、本実施形態の投射型画
像表示装置は、上述の第1実施形態例と同様に、反射ミ
ラー２６を用いて、画像信号光を折り返すことにより、
投射レンズ３２の像面側の距離を長くとることが可能と
なり、表示画像の拡大率を大きくすることができる。こ
れによって、小型化を実現することができ、且つ大画面
の投射画像を得ることが可能となる。

【００４７】さらに、上述した第１及び第２実施形態の
投射型画像表示装置において、スクリーン４，２４の収
納及び固定方法の一例について、図５及び図６とともに
以下説明する。ここで、図５は第1の筐体２，２２にス
クリーン４，２４を巻き込んで収納する場合の構成を示
す要部側断面図、図６は第２の筐体３，２３にスクリー
ン４，２４を巻き込んで収納する場合の構成を示す要部
側断面図である。

【００４８】図５において、スクリーン４，２４は、円
筒部３４の外周面に巻き付けることにより、第1の筐体
２，２２に収納することができる。ここで、画像表示手
段であるＬＥＤアレイデバイス１１，３１、画像投射手
段である投射レンズ１２，３２、及びガルバノミラー１
３，３３から構成される光学系を、円筒部３４の内部に
備えている。

【００４９】そのため、円筒部３４は、画像信号光７，
２７を通すための開口部（図示せず）を有している。
尚、円筒部３４を光学的に透明な物質により形成した場
合は、画像信号光７，２７を通すための開口部は不要で
ある。

【００５０】また、図６に示すように、第２の筐体３，
２３にスクリーン４，２４を巻き込んで収納するように
構成しても良い。この場合、スクリーン４，２４は、円
筒部３５に巻き付けることにより、第２の筐体３，２３
内に収納することができる。

【００５１】尚、筐体２，２２，３，２３から引き出さ
れたスクリーン４，２４は、支持部材１０，３０，４０
により固定されて使用される。

【００５２】次に、上述した第１及び第２実施形態の投
射型画像表示装置において、スクリーン４，２４の収納
及び固定方法の他の例について、図７及び図８とともに
以下説明する。ここで、図７はスクリーン４，２４の収
納及び固定に関する他の例における構成を示す要部側断
面図、図８はスクリーン４，２４の収納及び固定に関す
る他の例を示す要部平面説明図である。

【００５３】本実施例においては、図７に示すように、
スクリーン４，２４の裏面に支持部品３７を備え、スク
リーン４，２４を引き出して開成したときは、支持部品
３７の側面が密に並ぶことで、スクリーン４，２４を平
面状に固定するものである。

【００５４】支持部品３７は、スクリーン４，２４の裏
面全面に設けても良いが、図８に示すように、スクリー
ン４，２４の周辺部のみに具備させることもできる。収
納時には、スクリーン４，２４ととともに支持部品３７
が円筒部３６に巻回される。

【００５５】本実施例によれば、スクリーン４，２４を
引き出して開成した状態において、支持部品３７によ
り、スクリーン４，２４を平面状に固定することができ
るので、支持部材１０，３０，４０を廃止しても良い。

【００５６】尚、上記実施形態においては、スクリーン
４，２４として反射型スクリーンを用いたものについて
説明したが、同様の技術により、透過型スクリーンを用
いた投射型画像表示装置を実現できることは言うまでも
ない。

【００５７】

【発明の効果】本発明の投射型画像表示装置は、上述の
ような構成としているので、コンパクトな機器構成で、
大きな表示画面を得ることが可能である。

【００５８】また、スクリーンとして、ホログラフィッ
クスクリーンを用いた場合、スクリーン正面方向への回
折光の強度を高め、消費電力を増加することなく、明る
い表示を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投射型画像表示装置の第１実施形態に
おける概略構成を示す外観斜視図である。

【図２】本発明の投射型画像表示装置の第１実施形態に
おける使用状態を示す正面透視図である。

【図３】本発明の投射型画像表示装置の第２実施形態に
おける概略構成を示す外観斜視図である。

【図４】本発明の投射型画像表示装置の第２実施形態に
おける使用状態を示す正面透視図である。

【図５】本発明の投射型画像表示装置の実施形態におけ
る第1の筐体にスクリーンを巻き込んで収納する場合の
構成を示す要部側断面図である。

【図６】本発明の投射型画像表示装置の実施形態におけ
る第２の筐体にスクリーンを巻き込んで収納する場合の
構成を示す要部側断面図である。

【図７】本発明の投射型画像表示装置の実施形態におけ
るスクリーンの収納及び固定に関する他の構成例を示す
要部側断面図である。

【図８】本発明の投射型画像表示装置の実施形態におけ
るスクリーンの収納及び固定に関する他の構成例を示す
要部平面説明図である。

【図９】従来の撮像機能付き表示装置における概略構成
を示す側断面説明図である。

【図１０】従来の携帯情報機器における概略構成を示す
外観斜視図である。

【図１１】従来の携帯情報機器における概略構成を示す
側断面説明図である。

【符号の説明】

１、２１ 投射型画像表示装置 ２、２２ 第１の筐体 ３、２３ 第２の筐体 ４、２４ スクリーン ５ ちょうつがい ６、２６ 反射ミラー ７、２７ 画像信号光 ８、２８ 反射光 ９、２９ 画像表示領域 １０、３０、４０ 支持部材 １１、３１ ＬＥＤアレイデバイス １２、３２ 投射レンズ １３、３３ ガルバノミラー ３４、３５、３６ 円筒部 ３７ 支持部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C058 AA13 AB05 BA35 BB25 EA02 EA11 EA12 EA13 EA33 EA38 EA42 5C064 AA01 AA02 AC12 AC22 5G435 AA18 BB12 BB17 CC09 CC12 DD04 DD07 DD09 DD10 EE16 EE26 FF03 LL04 LL07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号光を形成する画像表示手段と、
   該画像表示手段による画像信号光を投射する画像投射手
   段と、該画像投射手段による投射光を結像するスクリー
   ンとを有する第１の筐体と、 前記画像投射手段からの投射光を前記スクリーンに導く
   ための反射手段を有する第２の筐体とから構成された投
   射型画像表示装置であって、 前記第２の筐体を前記第１の筐体に対して開閉自在に設
   けたことを特徴とする投射型画像表示装置。
2. 【請求項２】 画像信号光を形成する画像表示手段と、
   該画像表示手段による画像信号光を投射する画像投射手
   段とを有する第１の筐体と、 前記画像投射手段からの投射光をスクリーンに導くため
   の反射手段と、該反射手段による反射光を結像するスク
   リーンとを有する第２の筐体とから構成された投射型画
   像表示装置であって、 前記第２の筐体を前記第１の筐体に対して開閉自在に設
   けたことを特徴とする投射型画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記スクリーンがホログラフィックスク
   リーンであることを特徴とする前記請求項１又は２に記
   載の投射型画像表示装置。