JP2004085659A - 投写型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】投写手段10と、該投写手段10の発する投写光線が照射されるスクリーンと、該スクリーンを巻き取って収納する収納手段12とを含む。投写手段10と収納手段12とは相互に着脱自在に構成されている。スクリーンはフレネルレンズシートと光線拡散シートとを重ね合わせて構成し、更にスクリーンで反射する外来光線の影響を低減するため、ND着色フィルム等を光線拡散シートの前面に設ける。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、プロジェクションテレビジョンなどの投写型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プレゼンテーション装置やテレビジョン受信機として使用される投写型表示装置は、投写スクリーンの前面に投写手段を配置する前面投写型(フロント投写型)と投写スクリーンの背面に投写手段を配置する背面投写型とに分けることができる。
【0003】
図16は、従来のフロント投写型の表示装置の構成及び使用形態を模式的に示す図であり、同図において1は投写手段、2は設置台、3はフロント投写スクリーン、4はスクリーン収納ケース、5はスクリーン保持台、6は床面、7は使用者、Lは投写光線、L2は反射光線、Leは外来光線である。
【0004】
投写型表示装置を使用する場合には、まずスクリーン保持台5を室内の床面6上の適切な位置に配置し、フロント投写スクリーン3を収納ケース4から引き出す。次に、投写手段1を設置台2に置き、投写画像がフロント投写スクリーン3の表面において適切な大きさ、位置、形状で表示されるように、投写手段1の方向、傾き、投写画角などを調節する。投写光線Lはフロント投写スクリーン3で反射され、反射光線L2となる。反射光線L2が使用者7に到達することにより投写画像が見える。
【0005】
投写画像が画面全体に渡って均一な明るさで見えるように、フロント投写スクリーン3としては、反射光線L2を広い範囲に拡散させる指向特性を有する等方拡散性のスクリーンを用いる。室内照明などからの外来光線Leは、その一部がフロント投写スクリーン3に到達するが、上記特性により、到達した外来光線は広い範囲に反射され、一部が使用者7に向かう。使用者7に外来光線が到達すると、スクリーンを白く浮き上がらせ、表示画像のコントラストが低下する。フロント投写スクリーンのスクリーンゲインは通常、1ないし2の範囲であるので、所望の画面輝度を得るためには、投写手段1としては発光強度の比較的大きいものを用いる必要がある。
【0006】
図17にテレビジョン受信機として使用される従来の背面投写型の表示装置の構成を模式的に示す。同図において、1Bは投写手段、3Bは背面投写スクリーン、8は投写光線の折り曲げミラー、9はキャビネット、LBは投写光線、LB2はスクリーン3Bを通過した光線である。
【0007】
投写手段1Bが発した投写光線LBはミラー8により進路を曲げられ、背面投写スクリーン3Bに向かい、これを通過して光線LB2となり、使用者7の方向に進む。背面投写スクリーン3Bは、一般にはフレネルレンズシート(図示せず)とレンチキュラーシートまたは拡散シート(図示せず)などから構成され、投写光線LBを受け入れて、適切な指向性を有する光線LB2として通過させる特性を有する。
【0008】
テレビジョン受信機として使用する場合には、光線LB2は、片側半値角が水平方向で約35度、垂直方向で約10度の指向性であればよい。フレネルレンズシートによりスクリーン周辺部の通過光線が使用者7の方向に集光され、輝度が向上する。背面投写スクリーンのスクリーンゲインは3ないし6程度と比較的高いので、同じ投写手段を使用した場合、フロント投写型に比較し、明るい投写画像が得られる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の投写型表示装置では、フロント投写型においては反射スクリーンの手前に投写手段を設置して使用するので、第一に投写手段の設置するスペースの確保が必要であり、第二に投写手段の設置時にスクリーンの所定位置に投写光線が正しく当たるように、投写手段の方向、傾き、投写画角などを調節する必要があり据付調整に手間がかかるという欠点がある。
【0010】
特開2001−109066号公報には、この欠点を解消するため、投写手段と折り返しミラーとフロント投写スクリーンとを一体化し、設置・調整の手間を軽減可能にした構成が開示されている。しかし、上に説明したように、フロント投写型の表示装置では、画像を画面周辺まで均一の明るさで表示するために等方拡散性のスクリーンを使用することが必要であり、このため投写スクリーンのゲインを高くすることできないので投写光の利用効率が低く、また天井照明などの周囲の光がスクリーンに反射されるためスクリーンが白っぽく浮き上がって見え、これらの結果として画像のコントラストは劣ったものとなる。
【0011】
また、米国特許6179426号には、壁面に固定されたスクリーンの上部に一端が固定された可動アームの他端に投写手段を取り付け、投写手段の使用時の投写位置への配置及び不使用時の収納をアームの旋回により簡単に行うことができるようにした構成が開示されている。しかし、この構成では、室内の壁面の一部をスクリーンの取り付けスペースとして確保する必要があり、また、投写手段の発する光は、天井の照明器具の発する光と共に上方からスクリーンに照射されるので上に説明した特開2001−109066号公報の場合と同様、スクリーンが白く浮きあがり、コントラストは劣ったものとなる。
【0012】
背面投写型の表示装置においては、据付調整の手間はかからず、またフロント投写型に比べ画像を高コントラストで表示できるが、光源、ライトバルブ、スクリーン、投写光の折り曲げミラーなどの部品を収納するキャビネットが必要であり、このため装置の体積が大きく、室内空間の大きな部分を常に占有するので邪魔になるという欠点がある。
【0013】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、据付調整の手間がかからない小型の投写型表示装置を実現することである。
【0014】
本発明の他の目的は、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、設置と収納が簡単であり、且つ不使用時にはよりコンパクトな形状に収納できる投写型表示装置を実現することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項1に記載の発明は、投写手段と、該投写手段の発する投写光線が照射されるスクリーンと、該スクリーンを収納する収納手段とを含む投写型表示装置において、
前記スクリーンに到達する外来光線を遮蔽するための遮蔽手段を備えるとともに、前記投写手段及び前記収納手段を一体化したことを特徴とする。
【0016】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記スクリーンが背面投写スクリーンであることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記スクリーンが前面投写スクリーンであることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記スクリーンの周縁部に不透明領域を設けたことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記スクリーンが少なくとも光線拡散手段とフレネルレンズシートを含んで構成されることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記スクリーンが少なくとも光線拡散手段とフレネルレンズシートを含んで構成されることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載の発明において、前記フレネルレンズシートの光学中心と前記スクリーンの中心とがずれていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記遮蔽手段は、前記フレネルレンズシートの投写光線が通過しない複数の部分のそれぞれに形成した光吸収材からなることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記遮蔽手段は、前記光線拡散手段の前面に設けたND着色フィルム材からなることを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記光線遮蔽手段は、前記光線拡散手段の前面に設けた微細な光吸収材からなるブラインドであることを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記光線遮蔽手段は、前記投写手段の発した投写光線が前記スクリーンに至る光路を含む空間を囲む暗幕からなることを特徴とする。
【0017】
請求項12に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記フレネルレンズシートは、全反射プリズムとして機能する部分を複数有することを特徴とする。
請求項13に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記フレネルレンズシートは、反射面として機能する部分を複数有することを特徴とする。
請求項14に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記フレネルレンズシートの表面に反射低減処理を施したことを特徴とする。
請求項15に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記収納部は前記スクリーンを該収納部内の軸に巻き取って収納することを特徴とする。
請求項16に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記収納部と前記投写手段とが分離可能であることを特徴とする。
請求項17に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記スクリーンに至る投写光線の光路を折り曲げるミラーを備え、該ミラーは、不使用時に収納できるように前記投写手段に回転可能に軸支されていることを特徴とする。
請求項18に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記スクリーンの前記収納手段への収納及び前記収納手段からの引出しを遠隔操作する手段を更に備えることを特徴とする。
請求項19に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記スクリーンが前記収納手段から所定の位置に引き出されたか否かを検出する手段を更に備え、前記投写手段は、前記スクリーンが前記所定の位置に引き出されたことが検出されたときにのみ投写光を投写できることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る投写型表示装置のスクリーンを収納した状態における外観を示す斜視図である。同図において、10は投写手段、11は投写レンズ部、12はスクリーン収納部、13はスクリーン端保持手段、14は受光手段、15はネジ等のスクリーン収納部連結手段である。投写手段10、レンズ部11、及びスクリーン収納部12は、相互に所定の位置関係に固定されており、図示の状態で使用する場所に置く。投写型表示装置を使用するときには、リモートコントローラ(図示せず)を操作することにより、電源をオン状態にし、次にスクリーンをスクリーン収納部12から引き出す。受光手段14はリモートコントローラから送信された光信号に応答し、所定の動作を行う。使用後は、スクリーン収納部連結段15であるネジを緩めることで、スクリーン収納部12を投写手段10から分離して収納することもできる。
【0019】
図2は、スクリーン収納部12からスクリーンを引き出した状態の投写型表示装置の外観を示す斜視図である。同図において、16はスクリーン引き出し機構カバー、17は背面投写スクリーンである。スクリーン取り出し機構カバー16の内部には後述するスクリーン取り出し機構が設けられ、スクリーン17の上端が固定されたスクリーン端保持手段13を上昇させることにより、スクリーン17が上方に引き出され平面状に保持される。スクリーン引き出し機構カバー16としては、使用者の指が挟まれることのないような構成のものであれば、プラスチック製の蛇腹やスライド機構等、公知の任意のものを用いることができ、本発明とは直接関係するものではないので詳細な説明は省略する。
【0020】
図3は、スクリーン収納部12のスクリーン収納状態における断面を模式的に示す図であり、同図において18はスクリーン巻き取り軸、191および192は左右のスクリーン引き出し機構、201および202はスクリーン引き出し機構191,192にそれぞれ対応して設けられた左右のモータ、211および212はスクリーン引き出し機構191,192にそれぞれ対応して設けられた左右の位置検知センサである。スクリーン17の下端はスクリーン巻き取り軸18に固定され、上端はスクリーン端保持手段13に固定されている。モータ201および202がスクリーン引き出し機構191および192を上方に伸長させるように駆動することにより、スクリーン端保持手段13が上昇し、スクリーン17が引き出される。スクリーン巻き取り軸18にはゼンマイバネ(図示せず)により回転力を与えてあり、これによりスクリーン17は一定の張力が掛けられた状態で引き出される。スクリーン端保持手段13が所定の位置に達すると、位置検知センサ201および202はスクリーン引き出し機構191および192の変位に基づきこれを検知して検知信号を発生し、モータ201および202を停止させる。
【0021】
図4は、実施の形態1の投写型表示装置の側面を一部透視して示す図であり、同図において26は映像信号等の信号入力端子、27は投写レンズの光軸、170は引き出されたときにスクリーン17が占める位置、LCは投写光線である。
広角の投写を行うことができる投写レンズ部11を使用すれば投写型表示装置の奥行きを短くすることができる。投写レンズ部11は、引き出されたスクリーン17に向けて斜め上方に投写できるように、投写レンズの光軸27に関し、下側に比べ上側により大きい角度範囲で投写光線を出射する。
【0022】
図5は、スクリーン収納部12の側面を一部透視して示す図であり、同図において24は扇型ギア、25はスクリーン引き出し機構191の回転軸である。モータ201が回転すると、モータ軸に取り付けた小型ギアが回転して扇型ギア24を駆動し、スクリーン引き出し機構191全体がモータ201の回転方向に応じて伸縮する。扇型ギア24が所定の位置まで駆動されると、位置検知センサ211が検知信号を発生し、これによりモータ201が停止する。
【0023】
図6は、スクリーン17の断面を模式的に示す図であり、同図において171はフレネルレンズシート、172は光線拡散手段、173はND(ニュートラルデンシティ)着色フィルム、LC2はスクリーンを通過した投写光線、Leは外来光線である。スクリーン17はフレネルレンズシート171、拡散手段172、およびND着色フィルム173を順に重ね合わせて構成され、いずれも柔軟で巻き取り可能な特性を有する。投写光線LCはまずフレネルレンズシート171により進行方向を曲げられスクリーン面にほぼ垂直な向きの光線となって、光線拡散手段172に進み、ここで水平、垂直方向に拡散され、更にND着色フィルム173を通過して光線LC2となり、使用者の方向に進む。
【0024】
スクリーン17はスクリーン収納部12からの引き出し及びスクリーン収納部12への収納を繰り返し行うものであるので、フレネルレンズシート171と光線拡散手段172の界面には擦れによる発粉を防止するためにシリコーンオイルなどの潤滑材を塗布することが好ましいい。また、拡散手段172とND着色フィルム173は両者の界面での反射による投写光線の減衰が低減されるように光学的に張り合わせることが好ましい。
【0025】
スクリーン17に到達した外来光線は、ND着色フィルム173を通過し、拡散手段172で反射され、再度ND着色フィルム173を通過してからその一部が使用者に達する。ND着色フィルム173の光線透過率が例えば70%であれば、外来光線Leは、ND着色フィルム173を2回通過するのでその反射強度は、49%(0.7×0.7=0.49)に減少する。一方、投写光線はND着色フィルム173を1回だけ通過するのでその強度は70%に減少する。即ち、ND着色フィルム173は外来光線の影響を低減させる機能を有し、ND着色フィルムが無い場合と比較して明室でのコントラストは約1.43倍(70/49≒1.43)に改善される。拡散手段172は、例えばレンチキュラーレンズから構成してもよく、その場合には、投写光線の拡散の度合いを水平方向と垂直方向で独立に設定することが可能となる。
【0026】
図7は、引き出されたスクリーンのコーナー部分を拡大して示す図である。同図において174は、スクリーン17の縁部の全周に渡って設けられている黒色の柔軟で丈夫な素材からなる画面枠である。画面枠174はND着色フィルム173、光線拡散手段172、およびフレネルレンズシート171と重ねて縫い合わせ、接着などの方法により相互に密着される。背面から投写された光線は、画面枠174で囲まれる領域内で画像として観察されるが、投写光線がスクリーン17を通過しないで直接使用者に達すると、使用者がこれを見た場合、強い光線により眼が眩んでしまう。従って、スクリーン17とスクリーン引き出し機構カバー16との間の隙間は極力小さくするとともに、投写光線LCの断面が画面枠174で囲まれる領域からはみ出さないようにすることが好ましい。
【0027】
図8は、実施の形態1の投写型表示装置の設置形態を模式的に示す図であり、図8(a)は通常の設置形態、図8(b)は上下反転した設置形態を示している。図8において、26は設置台、27は絵画などの調度品である。尚、図8においては、スクリーン端保持手段13、スクリーン引き出し機構191および192は図示を省略している。
【0028】
図8(a)において、使用者7は投写型表示装置を使用する場合、リモートコントローラを操作する。スクリーン17はスクリーン収納部12から引き出され、次に投写光線LCが投写される。投写型表示装置の使用が終了した場合には、リモートコントローラの操作によりスクリーン17をスクリーン収納部12に収納する。このように投写型表示装置の不使用時はスクリーン17を収納するので、調度品27が視界から遮られることはない。上下反転して設置した図8(b)の場合については、図8(a)の場合と同様であるので説明は省略する。投写角度にもよるが、設置台26の奥行きが450mm程度あれば対角長がおよそ900mm(35インチ)以上の寸法の投写画面を実現することができる。設置台26は必ずしも必要ではなく、使用環境に適合させ、投写型表示装置を書棚、机、床、天井、垂直な壁などに設置することができる。
【0029】
次に、実施の形態1の投写型表示装置のスクリーン収納部12の着脱機構を図9を参照して説明する。図9(a)はスクリーン収納部12及び投写手段10を側方から見た図、図9(b)はスクリーン収納部12を後方から見た図である。
図9において、28はフック、29はフック受け、30は電気信号コネクタである。この着脱機構は、投写型表示装置を使用する場所が狭い等、使用場所のスペースに制約がある場合に、スクリーン収納部12だけを取り外して別の場所に移動すること、または、投写型表示装置全体をスクリーン収納部12と投写手段10とに分離して移動することを可能にするものである。スクリーン収納部12を投写手段10に装着する場合には、フック28をフック受け29に引っ掛け、次に固定手段15であるネジを絞める。スクリーン収納部12が投写手段10に装着されると、電気信号コネクタ30が電気信号を伝達できる状態になり、左右のモータ201,202を駆動する信号、及び位置検知センサ211,212が検知した信号が、電気信号コネクタ30を通して伝達される。スクリーン収納部12を投写手段10と分離する場合には、固定手段15であるネジを緩め、次にフック28をフック受け29から外す。
【0030】
図10は、実施の形態1の投写型表示装置の回路構成と光学系の構成を示す機能ブロック図である。同図において31は光源であるランプ、32は照明光学手段、33はライトバルブ、34はランプドライブ手段、35はライトバルブドライブ手段、36はモータドライブ手段、37は制御手段、38は画像信号処理手段である。
【0031】
図10において、リモートコントローラが送信した光信号は受光部14に受光され、受光部14は該光信号を電気信号に変換して制御手段37に出力する。制御手段37は、この信号の種類を判別して所定の制御を行う。スクリーン収納部12と投写手段10が一体に連結されている場合には、電気信号コネクタ30を通してモータへの電源供給や検知センサの出力信号の伝達が行われる。
【0032】
投写型表示装置の電源が投入された場合には、信号処理手段38はテレビジョン信号等の映像信号を受け入れ、ランプドライブ手段34はランプ31を点燈する。映像信号は信号入力端子26から入力され、信号処理手段38により、色合い、色の濃さなどの補正が行われ、更にライトバルブドライブ手段35によりライトバルブ33を動作させるのに適した信号に変換される。ランプ31が発した光は、照明光学手段32により断面が矩形の均一な照明光線に変換され、液晶素子あるいはマイクロミラー素子などからなるライトバルブ33に照射される。ライトバルブ33は画素単位で照明光線の透過、不透過を制御可能であり、透過した光線は投写レンズ部11を通過してスクリーンに投写される。
【0033】
スクリーンが引き出されていない状態では、映像信号が入力されても光線が投写されないようにするため、制御手段37は信号処理手段38に黒画面信号を生成するように指示し、これにより信号処理手段38は発生した黒画面信号をライトバルブドライブ手段35に出力し、ライトバルブドライブ手段35は黒画面(投写光線なし)を表示するようにライトバルブ33を動作させる。スクリーンをスクリーン収納部12から引き出す場合には、制御手段37はモータドライブ手段36に制御信号を出力し、モータ201およびモータ201を回転させる。スクリーンが所定位置まで完全に引き出された時には、位置検知センサ211および212が検知信号を発生して制御手段37に出力し、制御手段37は受け取った検知信号に対応するモータの回転を停止させる。位置検知センサ211および212の両方が検知信号を発生した場合に、スクリーンの引出しが完了したと判定し、光線の投写を開始する。
【0034】
以上説明したように、本実施の形態1の投写型表示装置は、拡散手段172の前面にND着色フィルム173を設けたので外来光線の影響が低減されて画像のコントラストが向上し、また、スクリーン収納部12と投写手段10とを着脱自在にしたので不使用時には投写型表示装置をよりコンパクトな形状にして収納することができる。
【0035】
実施の形態2.
次に本発明の実施の形態2に係る投写型表示装置について説明する。実施の形態2の表示装置はフロント投写型であり、スクリーンの構成は実施の形態1と異なるが、その他の点では実施の形態1と同一の構成を有する。図11に実施の形態2の投写型表示装置のフロント投写スクリーン40の断面を、また、図12に実施の形態2の投写型表示装置の設置形態をそれぞれ模式的に示す。
【0036】
図11において、401は反射フレネルレンズシート、402は光線拡散手段、403は光線吸収材、404は透明保護フィルム、LDは投写光線、LD2はスクリーン40で反射された投写光線である。投写光線LDはスクリーン40で反射されるが、その際、まず透明保護フィルム404を通過し、次に反射フレネルレンズシート401表面の拡散手段402により拡散反射されるので、ほぼスクリーン40の面に垂直な方向を光線指向特性の中心とする反射光線LD2となる。外来光線Leは、上部から到来するものが多いので、大部分は光線吸収材403に吸収される。図12において、投写レンズ部11は、その背面が使用者7を向くように配置され、スクリーン40に光線LDを投写する。使用者7がリモートコントローラをスクリーン40の方向に向けて操作すると、送信された光信号は壁面、あるいはスクリーン40で反射し、光線LDとほぼ逆向きに進んで受光部に到達する。
【0037】
実施の形態2の投写型表示装置は、実施の形態1と同様、スクリーン収納部12と投写手段10とが着脱自在であるので、持ち運びが容易であり、不使用時にはコンパクトに収納でき、また、従来のフロント投写型の投写表示装置と異なり、スクリーンの所定位置に投写光線が正しく当たるように投写手段の方向、傾き、投写画角などを調節する手間も省ける。更に、光線吸収材403により外来光線を吸収するようにしたので画像を高コントラストで表示することができる。
【0038】
実施の形態3.
次に本発明の実施の形態3に係る投写型表示装置について説明する。実施の形態3の表示装置は実施の形態1と同様背面投写型であり、スクリーンの構成は異なるがその他の点では実施の形態1と同一の構成を有する。図13に実施の形態3の表示装置のフロント投写スクリーン50の断面を模式的に示す。同図において、501はフレネルレンズシート、502は反射低減膜、503は光線拡散手段、504は周期的光吸収材505を有するブラインド部、506は反射低減膜、LEは投写光線、LE2はスクリーン50を通過した投写光線、LE1はフレネルレンズシート内部を進む投写光線、LE11は投写光線LE1がフレネルレンズシート501のレンズ界面で反射されて発生した迷光である。
【0039】
投写光線LEがフレネルレンズシート501の内部に入ると光線LE1として進み、レンズ機能を有する出射界面において進行方向が変化する。その際光線LE1の一部が界面で反射し、画像のボケや二重像を発生させる迷光LE11となる。本実施形態では、反射低減膜502を設けることにより、迷光LE11の強度を数分の1に低減し、投写光線LEの1%程度にすることができる。
【0040】
また、外来光線Leが光線拡散手段503に到達すると拡散反射され、一部は使用者の方向に進む。しかし、光線拡散手段503に向かう外来光線Leは、水平な平行平板の形状の光吸収材505が使用者に視認されない程度の微細な周期で垂直方向に並んだ構成のブラインド部504を通過するので、例えばスクリーン50に斜めに入射する光線、例えばスクリーン面に対し15度以上の角度で入射する光線は急峻に減衰する。一方、ブラインド部504はスクリーン50にほぼ垂直に入射する投写光線にはほとんど影響を与えない。外来光線Leは様々な方向から到来するが、例えばスクリーン50に斜め上方から入射する光線は、ブラインド部504により吸収され、拡散手段503に到達しないので、画面が白く浮き上がることが防止できる。但し、スクリーン面に垂直に入射する外来光線の一部はブラインド部504の表面で正反射されるので、使用者の背後に照明光源があると、その反射像が使用者に見え、投写画像が見づらくなる。そのため、反射低減膜506によりブラインド部504の表面における正反射を防止するようにしている。
【0041】
以上説明したように、本実施の形態3の投写型表示装置は、拡散手段503の前面にブラインド部504を設けたので外来光線の影響が低減されてコントラストが向上し、また、スクリーン収納部12と投写手段10とを着脱自在にしたので不使用時には投写型表示装置をよりコンパクトな形状にして収納することができる。
【0042】
実施の形態4.
次に本発明の実施の形態4に係る投写型表示装置を説明する。図14(a)及び図14(b)はそれぞれ、実施の形態4の投写型表示装置のスクリーンを引き出した状態及びスクリーンを収納した状態の側面図である。図14において、60はスクリーン、61は投写手段、62は光路折り曲げミラー、63は暗幕、LFは投写光線、LF2はスクリーンを通過した投写光線である。投写型表示装置の使用時は、図14(a)に示したように、投写手段61が後方に光線を投写し、ミラー62が投写光線を折り曲げることにより、投写光線LFがスクリーン60へ投写される。スクリーン端保持手段13の後端とミラー62の上端との間には伸縮性のある素材からなる暗幕63が張られており、投写型表示装置の上方から到来する外来光線Leを吸収する。投写型表示装置の不使用時は、図14(b)に示したように、スクリーン60がスクリーン収納部12に収納され、ミラー62は前方に倒され、暗幕63は縮むことによりコンパクトに収納することができる。投写レンズ部(図示せず)および、ミラー62の開閉機構(図示せず)は小型化し、投写手段61の内部に配置する構成とする。
【0043】
図15に実施の形態4の投写型表示装置のスクリーン60の断面を模式的に示す。同図において、601は保護フィルム、602および603は保護フィルム601の表面に形成された反射低減膜、604はフレネルレンズシート、605は光線拡散手段である。
【0044】
投写光線LFがスクリーン60に対し、40度以上の大きな角度で入射する場合にはフレネルレンズシート604のレンズを全反射方式とする。即ち、投写手段が発した投写光線LFは反射低減膜付き保護フィルム601を通過し、フレネルレンズシート604のレンズの第一面を通過し、該レンズの第二面で全反射して向きを変え、光線拡散手段605に進み、光線拡散手段605を通過し、拡散する光線LF2となる。フレネルレンズシート604のレンズは、スクリーン面上の位置に応じて投写光線の入射角度が異なるので、その位置によっては通常の屈折方式の入射面レンズあるいは出射面レンズとしてもよい。光線拡散手段605としてはレンチキュラーレンズ構造を用いてもよい。この場合、レンチキュラーレンズの光線不通過部にブラックストライプを形成してもよく、それにより画像のコントラストが更に向上する。
【0045】
本実施の形態4によれば、明るさとコントラストは従来の背面投写型プロジェクションテレビと同等に良好であり、寸法は従来のフロント投写型表示装置と同等にコンパクトであり、さらに装置の設置・収納の手間が従来のフロント投写型表示装置に比べ大幅に軽減された投写型表示装置が実現される。
【0046】
上記実施の形態4において、スクリーン60にブラインド部あるいはND着色フィルム等の外来光線の遮蔽手段を付加してもよい。また、スクリーン60を構成する要素の界面に反射低減膜を付加するか、あるいは構成要素の接触面を光学的に接着してもよく、それにより、投写光線の反射損失及び迷光が低減し、画質が向上する。また、スクリーン60を構成する要素の素材の性質によっては、スクリーンの引き出し・収納の繰り返しにより相互に摩擦して傷つく可能性があるが、その場合には透明な潤滑材を接触面に塗布することにより、不具合の発生を防止することができる。尚、光路折り曲げ用のミラー62は実施の形態1〜3に用いることもできる。
【0047】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、据付調整の手間がかからない小型の投写型表示装置が実現される。
請求項2に記載の発明によれば、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、且つスクリーンのゲインが高く従って高輝度の投写画像を表示できる小型の背面投写型の表示装置が得られる。
請求項3に記載の発明によれば、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、据付調整の手間がかからない小型の前面投写型の表示装置が得られる。
請求項4に記載の発明によれば、投写光線がスクリーンを通らず直接使用者の目に入ることを防止できる。また、不透明領域においてスクリーンに丈夫な不透明部材を接合することによりスクリーンの端部を補強することが可能であり、スクリーンの耐久性及び平坦性が向上する。
請求項5または6に記載の発明によれば、投写光線を使用者の方向に集めることが可能であり、スクリーンゲインを向上させることができる。
請求項7に記載の発明によれば、フレネルレンズシートの光学中心と投写型表示装置の投写レンズの光学軸とをほぼ一致させることにより、スクリーンの中心法線からずれた位置から投写を行っても均一な輝度の画像を表示することができる。
請求項8に記載の発明によれば、投写光線に影響を与えることなく、光線拡散手段により拡散反射される外来光線を低減することが可能であり、画像のコントラストが向上する。
請求項9に記載の発明によれば、光線拡散手段により反射される外来光線はその入射角度の如何に拘わらずND着色フィルムを往復し、光線強度が低減するのでコントラストの良好な画像が得られる。
請求項10に記載の発明によれば、特に天井照明などの外来光線を効果的に吸収することが可能であり、その結果コントラストの良好な画像が得られる。
請求項11に記載の発明によれば、スクリーンの背面からスクリーンを照射する外来光線を遮断することが可能であり、コントラストの良好な画像を得ることができる。
【0048】
請求項12に記載の発明によれば、大きな角度でスクリーンに入射する光線を該スクリーンからその面にほぼ垂直な光線として出射させることが可能であり、投写型表示装置の奥行きを短くすることができる。
請求項13に記載の発明によれば、フレネルレンズシートは、反射面として機能する界面を複数有する構成であるので、投写光とスクリーン面とが大きな角度をなす画面周辺部においても輝度が低下しない前面投写型の投写型表示装置を実現することができる。
請求項14に記載の発明によれば、スクリーン面での反射による迷光が減少し、画像のぼけや二重像の発生を防止できる。
請求項15に記載の発明によれば、スクリーンが筒状に巻き取られて収納されるので、収納手段の寸法を小さくでき、従って投写型表示装置を小型化できる。
請求項16に記載の発明によれば、投写型表示装置を投写部とスクリーン収納部とに分離できるので持ち運びが容易であり、また、不使用時には投写型表示装置をよりコンパクトな形状に収納することができる。
請求項17に記載の発明によれば、投写光線の光路を折り曲げることにより装置の奥行きを短くでき、また不使用時にはミラーを倒して投写手段内に収納できるので投写型表示装置を小型化できる。
請求項18に記載の発明によれば、使用者が直接操作できない場所に投写型表示装置を設置することが可能となる。
請求項19に記載の発明によれば、投写型表示装置の取り扱い中等に、投写光線が誤って外部に発せられることを防止でき、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る投写型表示装置のスクリーンを収納した状態の外観を示す斜視図である。
【図2】実施の形態1の投写型表示装置のスクリーンを取り出し状態の外観を示す斜視図である。
【図3】実施の形態1の投写型表示装置のスクリーン収納機構の断面を模式的に示す図である。
【図4】実施の形態1の投写型表示装置を側方から見たときの断面を模式的に示す図である。
【図5】実施の形態1の投写型表示装置のスクリーン収納部を側方から見たときの断面を模式的に示す図である。
【図6】実施の形態1の投写型表示装置のスクリーンの断面を模式的に示す図である。
【図7】実施の形態1の投写型表示装置のスクリーンの一部を拡大して示す図である。
【図8】実施の形態1の投写型表示装置の設置例を模式的に示す図である。
【図9】実施の形態1の投写型表示装置のスクリーン収納部の着脱機構の構造を説明する図である。
【図10】実施の形態1の投写型表示装置の電気回路及び光学系の構成を示す機能ブロック図である。
【図11】本発明の実施の形態2に係る投写型表示装置のスクリーンの断面を模式的に示す図である。
【図12】実施の形態2の投写型表示装置の設置例を模式的に示す図である。
【図13】本発明の実施の形態3に係る投写型表示装置のスクリーンの断面を模式的に示す図である。
【図14】本発明の実施の形態4に係る投写型表示装置を側方から見たときの断面を模式的に示す図である。
【図15】実施の形態4の投写型表示装置のスクリーンの断面を模式的に示す図である。
【図16】従来のフロント投写型の投写型表示装置の設置例を模式的に示す図である。
【図17】従来の背面投写型の投写型表示装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
10,61 投写手段、 17,50,60 収納可能な背面投写スクリーン、 40 収納可能な前面投写スクリーン、 62 収納可能なミラー、 63暗幕、 171,401,501,604 フレネルレンズシート、 172,402,503,605 光線拡散手段、 173 ND着色フィルム材による光線遮蔽材、 174 不透明領域、 403 光吸収材による光線遮蔽材、
504 微細なブラインドによる光線遮蔽材。
Claims (19)
- 投写手段と、該投写手段の発する投写光線が照射されるスクリーンと、該スクリーンを収納する収納手段とを含む投写型表示装置であって、前記スクリーンに到達する外来光線を遮蔽するための遮蔽手段を備えるとともに、前記投写手段及び前記収納手段を一体化したことを特徴とする投写型表示装置。
- 前記スクリーンが背面投写スクリーンであることを特徴とする請求項1に記載の投写型表示装置。
- 前記スクリーンが前面投写スクリーンであることを特徴とする請求項1に記載の投写型表示装置。
- 前記スクリーンの周縁部に不透明領域を設けたことを特徴とする請求項2に記載の投写型表示装置。
- 前記スクリーンが少なくとも光線拡散手段とフレネルレンズシートを含んで構成されることを特徴とする請求項2に記載の投写型表示装置。
- 前記スクリーンが少なくとも光線拡散手段とフレネルレンズシートを含んで構成されることを特徴とする請求項3に記載の投写型表示装置。
- 前記フレネルレンズシートの光学中心と前記スクリーンの中心とがずれていることを特徴とする請求項5または6に記載の投写型表示装置。
- 前記遮蔽手段は、前記フレネルレンズシートの投写光線が通過しない複数の部分のそれぞれに形成した光吸収材からなることを特徴とする請求項6に記載の投写型表示装置。
- 前記遮蔽手段は、前記光線拡散手段の前面に設けたND着色フィルム材からなることを特徴とする請求項5に記載の投写型表示装置。
- 前記光線遮蔽手段は、前記光線拡散手段の前面に設けた微細な光吸収材からなるブラインドであることを特徴とする請求項5に記載の投写型表示装置。
- 前記光線遮蔽手段は、前記投写手段の発した投写光線が前記スクリーンに至る光路を含む空間を囲む暗幕からなることを特徴とする請求項2に記載の投写型表示装置。
- 前記フレネルレンズシートは、全反射プリズムとして機能する部分を複数有することを特徴とする請求項5に記載の投写型表示装置。
- 前記フレネルレンズシートは、反射面として機能する部分を複数有することを特徴とする請求項6に記載の投写型表示装置。
- 前記フレネルレンズシートの表面に反射低減処理を施したことを特徴とする請求項5に記載の投写型表示装置。
- 前記収納部は前記スクリーンを該収納部内の軸に巻き取って収納することを特徴とする請求項1に記載の投写型表示装置。
- 前記収納部と前記投写手段とが分離可能であることを特徴とする請求項1に記載の投写型表示装置。
- 前記スクリーンに至る投写光線の光路を折り曲げるミラーを備え、該ミラーは、不使用時に収納できるように前記投写手段に回転可能に軸支されていることを特徴とする請求項1に記載の投写型表示装置。
- 前記スクリーンの前記収納手段への収納及び前記収納手段からの引出しを遠隔操作する手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の投写型表示装置。
- 前記スクリーンが前記収納手段から所定の位置に引き出されたか否かを検出する手段を更に備え、前記投写手段は、前記スクリーンが前記所定の位置に引き出されたことが検出されたときにのみ投写光を投写できることを特徴とする請求項1に記載の投写型表示装置。
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