JP2004038102A

JP2004038102A - リアプロジェクタ装置

Info

Publication number: JP2004038102A
Application number: JP2002198792A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Takauchi; 高内　龍治
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】リアプロジェクタ装置の奥行きを短縮する。
【解決手段】ＬＣＤ１で生成された映像は、投射レンズ２から発射され、ミラー３で反射され、背面投射用のスクリーン４に背面から投射される。投射レンズ２は、光軸５がスクリーン４の上下の中心６より下方、例えば、下端になるように配置し、ＬＣＤ１は映像表示面の中心が光軸５より下方になるように配置する。これでミラー３とスクリーン４とのなす角θ１　が狭まり、Ｄ１が短縮され、装置の奥行きを短縮できる。または、投射レンズ２を光軸５がスクリーン４に下方から斜めになるように配置すれば、θ１　はさらに狭まり、Ｄ１がより一層短縮される。この場合、投射レンズのフォーカスポイントはスクリーンの中心６付近に合わせるか、または、ＬＣＤ１の光軸側と反対側の端部を投射レンズ方向に適宜に傾け、スクリーンの全面でフォーカスを合わせる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリアプロジェクタ装置に係り、装置の奥行きを短縮するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネル（ＬＣＤ）や陰極線受像管（ＣＲＴ）等の映像表示デバイスにより生成された映像を透過型のスクリーンに背面から投射して表示するリアプロジェクタ装置は、例えば、特開昭５８−５７１２０　や特開昭６０−１７３５３３に開示されているように、図７に示す概略図の如く、ＬＣＤ１′で生成された映像を投射レンズ２′でスクリーン４に投射するものであるが、これでは装置の奥行きが大きなものになってしまうため、投射レンズ２′とスクリーン４の間に全反射型のミラー３を配設し、ＬＣＤ１や投射レンズ２等をスクリーン４の下方または上方（図は下方の例）に配置し、投射レンズ２からの投射光線をミラー３で反射させてスクリーン４に投射することにより、装置の奥行き寸法を短縮している。この場合、投射レンズ２（２′）は光軸５がスクリーン４の中心に垂直になるように配置し、ＬＣＤ１（１′）は中心を光軸５におき、その面が光軸５に垂直になるように配置している。スクリーン４とミラー３のなす角はθ０　で、装置の奥行きを決める要因となる寸法はＤ０となる。なお、実際には、光源からの白色光線をダイクロイックミラー等を用いた色分解光学系で赤、緑、青の三色光線に分解し、各色用のＬＣＤ１で映像信号により変調して映像光線とし、ダイクロイックミラー等を用いた色合成光学系で合成し、投射レンズ２でスクリーンに投射する。これらＬＣＤ１や投射レンズ２、および各種光学系部品等がスクリーン４より前方にはみ出さないようにするため、図示しないミラーを適宜に用いて構成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、装置の奥行きを決める要因となる寸法Ｄ０は、スクリーン４の縦のサイズやスクリーン４とミラー３のなす角θ０　等が主な要因となって決まるが、ＬＣＤ１やスクリーン４の中心を投射レンズ２の光軸５上におき、かつ、それぞれの面を光軸５に垂直に配置したのでは装置の奥行き寸法に限界がある。本発明は、スクリーン４とミラー３のなす角を小さくすることにより、装置の奥行き寸法を短縮することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、映像表示デバイスで生成された映像を投射レンズにより透過型のスクリーンに背面から投射するリアプロジェクタ装置において、前記投射レンズとスクリーンの間に少なくとも一枚のミラーを設け、前記投射レンズを光軸が前記スクリーンの中心より上方でスクリーンに垂直となる位置に配置すると共に、前記映像表示デバイスを中心が前記光軸の上方で映像表示面が光軸に垂直となる位置に配置する、または、前記投射レンズを光軸が前記スクリーンの中心より下方でスクリーンに垂直となる位置に配置すると共に、前記映像表示デバイスを中心が前記光軸の下方で映像表示面が光軸に垂直となる位置に配置する。
【０００５】
また、前記投射レンズを、前記スクリーン面に対して同投射レンズの光軸を下方に傾ける、または上方に傾けて同スクリーン面に非垂直となるように配置してもよい。
【０００６】
この場合、前記投射レンズは、投射される映像のフォーカスポイントがスクリーンの略センターとなるようにする。
【０００７】
または、前記映像表示デバイスを、前記光軸の側と反対側の端部を前記投射レンズの方向に傾斜させて配置し、前記スクリーンの全面で映像のフォーカスが得られるようにする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図１は本発明によるリアプロジェクタ装置の一実施例の側面から見た概略図で、図の１はＬＣＤ（映像表示デバイス）、２は投射レンズ、３はミラー、４は背面投射用の透過型のスクリーン、５は投射レンズ２の光軸、６はスクリーン４の上下のセンター、θ１　はミラー３とスクリーン４のなす角、Ｄ１はスクリーン４とミラー３間の最大寸法（装置の奥行きを決める要因となる）である。この図はミラー３を反射面が下向きになるように傾けて配置し、ＬＣＤ１および投射レンズ２をミラー３およびスクリーン４の下方に配置した例であるが、ミラー３を上向きにし、ＬＣＤ１および投射レンズ２をミラー３およびスクリーン４の上方に配置してもよい。なお、点線で示すＬＣＤ１′および投射レンズ２′は、ミラー３がないと仮定した場合のスクリーン４に投射する位置の関係を示したものである（以降の図２〜図４も同じ）。
【０００９】
図１の例では、投射レンズ２は、その光軸５がスクリーン４の下端付近にスクリーン面に垂直になるように配置され、ＬＣＤ１は、映像表示面が光軸５に対して垂直で、中心が光軸５より下方となる位置に配置する。これにより、スクリーン４のサイズや投射レンズ２が図７（従来例）と同じ場合、ミラー３とスクリーン４のなす角θ１　は図７に示した従来例のθ０　より小さくなり、寸法Ｄ１は従来例の寸法Ｄ０より短くなり、プロジェクタ装置の奥行きが短縮される。なお、投射映像はスクリーン４の全面で最良フォーカスが得られるが、投射レンズ２からの光路長はスクリーン４の上方に寄るにつれて長くなるため、投射画面は上方向および左右方向に広がる台形歪みを生じる。このため、ＬＣＤ１により、上方向に対しては走査線の間引きや圧縮を、左右方向に対しては画素の間引きや圧縮を適宜に行い、スクリーン４上の投射映像が正形になるように台形歪み補正を行う。また、スクリーン４には映像光線が背後から上向きに投射されるため、スクリーン４を透過した光線は上向きに出射されることになり、スクリーン４を正面から見た場合に特に上方寄りの映像の輝度が低下する。そこで、スクリーン４の背面に配置されるフレネルレンズを、例えば、図６に正面図で示す如く、平凸レンズを薄板状に形成するための同心円の中心がスクリーン４の中心より下方にあるものを用い、背面からの入射光線が下方に屈折されてスクリーン４から略水平に出射されるようにし、映像の輝度むらが生じにくいようにする。図１の場合は光軸５がスクリーン４の面に垂直でスクリーン４の下端付近にあるため、フレネルレンズの同心円の中心をスクリーン４の下端の中心付近にしたものを用いる。
【００１０】
図２は、他の実施例の側面から見た概略図で、θ２　はミラー３とスクリーン４のなす角、Ｄ２はスクリーン４とミラー３間の最大寸法（装置の奥行きを決める要因となる）で、その他の符号は図１と同じである。図２では、投射レンズ２は光軸５とスクリーン４の面とのなす下側の角が鋭角になるように配置する。この例では、スクリーン４のサイズや投射レンズ２が図１および図７（従来例）と同じでも、スクリーン４の面に対する光軸５の角度が垂直位置から下方に傾くため、ミラー３とスクリーン４のなす角θ２　は図１のθ１　よりさらに小さくなり、スクリーン４とミラー３の間の最大寸法Ｄ２は図１のＤ１よりも縮まり、プロジェクタ装置の奥行きは図１の場合よりも更に短縮できる。この場合、投射レンズ２には、図３に示すスクリーン４の上端から下端までがフォーカス範囲に入るもの（焦点深度の深いもの）を用い、かつ、フォーカスポイントがスクリーン４のセンター付近になるように調整する。なお、投射画面の形状はスクリーン４の上方に寄るに従って図１の場合以上に上方向および左右方向に広がる台形歪みとなるので、ＬＣＤ１により、上方向に対しては走査線の間引きや圧縮を、左右方向に対しては画素の間引きや圧縮を適宜に行い、スクリーン４上の投射映像が正形になるように台形歪み補正を行う。また、スクリーン４の背面に配置されるフレネルレンズには、同心円の中心がスクリーン４の下端より下方にあるものを用い、スクリーン４の正面から見た映像の輝度むらが生じにくいようにする。なお、図２および図３の場合も、図示しないが、ミラー３を反射面を上向きに傾け、ＬＣＤ１および投射レンズ２をミラー３およびスクリーン４の上方に配置してもよい。
【００１１】
図４は、投射レンズ２とミラー３とスクリーン４の位置関係は図２と同じであるが、ＬＣＤ１の映像表示面を、光軸５側と反対側の端部を投射レンズ２の方向に傾斜させて配置し、スクリーン４の全面で投射映像が最良フォーカスとなるようにした例である。すなわち、図５に示す如く、ＬＣＤ１が液晶ａ（実線で示す）の位置の場合、投射映像は、像ａ（実線）の如く光軸と垂直の位置で結像する（最良フォーカスとなる）が、ＬＣＤ１が液晶ｂ（点線）の位置の場合、投射映像のフォーカスポイント（結像点）は光軸から離れるにつれて遠くなり、像ｂ（点線）の如く前方に傾斜した位置で結像する（最良フォーカスとなる）。すなわち、図４に示す如く光軸５がスクリーン４の面に対して下方に傾いている場合、ＬＣＤ１の下方（光軸５から離れた方）を適宜に前方に傾斜させること（図５の液晶ｂに相当する）により、スクリーン４上の全面で最良フォーカスの映像（図５の像ｂに相当する）を得ることができる。なお、図４の場合も、図示しないが、ミラー３を反射面を上向きに傾け、ＬＣＤ１および投射レンズ２をミラー３およびスクリーン４の上方に配置してもよい。
【００１２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によるリアプロジェクタ装置によれば、投射レンズを光軸がスクリーンのセンターから外れた位置になるように配置し、さらには、投射レンズを光軸がスクリーンに対して非垂直となるようにすることにより、スクリーンとミラーのなす角が従来より小さくなり、スクリーンとミラーの間の寸法を縮めることができるので、これにより、リアプロジェクタ装置の奥行きが短縮される。なお、投射レンズの光軸がスクリーン面に垂直でない場合、投射レンズのフォーカスポイントがスクリーンセンターになるように投射レンズを調整するか、または、ＬＣＤを光軸側と反対側の端部を投射レンズの方に傾けることにより、投射映像はスクリーンの全面でフォーカスが合うようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリアプロジェクタ装置の一実施例の概略図である。
【図２】本発明によるリアプロジェクタ装置の他の実施例の概略図である。
【図３】図２の場合のフォーカス調整の説明図である。
【図４】図２のＬＣＤ１を傾けてフォーカスを合わせる場合の説明図である。
【図５】図４のＬＣＤ１を傾けた場合の結像位置の説明図である。
【図６】フレネルレンズの一例の正面図である。
【図７】従来のリアプロジェクタ装置の一例の概略図である。
【符号の説明】
１、１′　ＬＣＤ
２、２′　投射レンズ
３　ミラー
４　スクリーン
５　投射レンズ２の光軸
６　スクリーン４の中心

Claims

映像表示デバイスで生成された映像を投射レンズにより透過型のスクリーンに背面から投射するリアプロジェクタ装置において、前記投射レンズとスクリーンの間に少なくとも一枚のミラーを設け、前記投射レンズを光軸が前記スクリーンの中心より上方でスクリーンに垂直となる位置に配置すると共に、前記映像表示デバイスを中心が前記光軸の上方で映像表示面が光軸に垂直となる位置に配置する、または、前記投射レンズを光軸が前記スクリーンの中心より下方でスクリーンに垂直となる位置に配置すると共に、前記映像表示デバイスを中心が前記光軸の下方で映像表示面が光軸に垂直となる位置に配置するようにしたことを特徴とするリアプロジェクタ装置。
前記投射レンズを、前記スクリーン面に対して同投射レンズの光軸を下方に傾ける、または上方に傾けて同スクリーン面に非垂直となるように配置したことを特徴とする請求項１記載のリアプロジェクタ装置。
前記投射レンズは、投射される映像のフォーカスポイントが前記スクリーンの略センターとなるようにしてなることを特徴とする請求項２記載のリアプロジェクタ装置。
前記映像表示デバイスを、前記光軸の側と反対側の端部を前記投射レンズの方向に傾斜させて配置することにより、前記スクリーンの全面で映像のフォーカスが得られるようにしたことを特徴とする請求項２記載のリアプロジェクタ装置。