JP2006106298A - 映像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
任意の位置に配されたスクリーンに対して投影ヘッドを向けて映像光を投影して映像を形成することができるとともに、発熱部を投影ヘッドから分離・離間させ、これによって冷却手段を投影ヘッドに設ける必要がないようにした映像投影装置を提供する。
【解決手段】
ドライブユニット１９内に、光源２３と液晶表示パネル２５とを配し、上記光源２３によって液晶表示パネル２５を背面側から照明し、液晶表示パネル２５によって形成される映像光をフレキシブルアーム２０内を挿通する光ファイバ束３０によって投影ヘッド１５内の補助スクリーン３１に導いて結像させる。そしてこの補助スクリーン３１上の映像を投影レンズ３２によって拡大してスクリーン１４上に映像を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は映像投影装置に係り、とくにスクリーン上に映像光を投影して映像を形成するようにした映像投影装置に関する。

従来よりプロジェクタ型の映像投影装置が広く用いられている。すなわち図７に示すように、スクリーン１に対向するようにプロジェクタ２を配し、このプロジェクタ２の背面側に配されている光源３によってプロジェクタ２で形成される映像光をスクリーン１上に投影することによって、このスクリーン１に映像を形成するようにしている。

図２はこのようなプロジェクタタイプの映像投影装置の構成を示しており、光源３によってプロジェクタ２内の液晶表示パネル４を背面側から照明する。そしてこの液晶表示パネル４で形成された映像光を投影レンズ５によってスクリーン１上に投影するようにしている。

従来のこのような投影装置は、プロジェクタ２が光源３が発熱する熱を放熱するために冷却ファンを備えており、このために冷却ファンによって騒音を発生する欠点があった。またプロジェクタ２自体が小さくないために、平面上の台の上に置いて投影を行なう必要があり、使用する場所に制限があった。またプロジェクタ２自体が高温になるために、点灯後本体を自由に動かすのには不適当である欠点があった。

さらに従来のこの種のプロジェクタは、光源３を有する発光部と、液晶表示パネル４と、投影レンズ５から成る光学系とが一体になっており、このためにプロジェクタ２の寸法を小さくできず、このために小型の投影装置として用いるのには不適当であった。

本発明は上記のような欠点に鑑みて、投影装置の一部に光ファイバ束を用いるようにし、これによって小型化を達成するとともに、使用される場所の制限を排除するようにすることを目的としている。

なお投影装置に光ファイバを応用したものとしては、特開平４−１８４３８４号公報に開示されるように、多数本の光ファイバを束ね、その一端部を集束して入光部となし、他端部を拡開して表示部となした画像拡大手段と、該画像拡大手段の入光部に画像素体を介して一端部が対向され、該入光部と同様に多数本の光ファイバを束ねて構成した導光体と、該導光体の他端部に対向された光源とを具備し、導光体を構成する光ファイバの中間部が両端部に比して祖な状態に拡開され、その部分に冷却用空気を流通させるようにした拡大画像表示装置が開示されている。

このような拡大画像表示装置は、表示部側に光ファイバによって映像光を導くようにしており、表示部側においては光ファイバ間の距離が大きくなって密度が粗くなるために、画像の目が粗くて画質が悪くなる欠点がある。

また特開平６−１３０３８２号公報には、一部の光ファイバの束の一端部を、端面が第１の光源部の発光面に対向するように配設し、他部の光ファイバの束の一端部を、端面が第２の光源部の発光面に対向するように配設し、上記一部および他部の光ファイバの束の各他端部を一括し、周囲を帯状の部材で捲着して光ファイバが互いに平行になるように固定し、他端面が液晶表示板の入光面に対向するように配設し、これによって液晶表示板を使用したプロジェクタ装置の投写画像の輝度を向上するようにした光源装置が開示されている。

このような装置によれば、複数の光源からの光を利用することができるものの、光ファイバの出射端側の部分のスペースが大きくなるとともに、発熱し易くなる欠点がある。また液晶表示板の大きさが大きくなるに従って使用される光ファイバの本数が異常に多くなり、このために現実的な光源装置ではない。
特開平４−１８４３８４号公報 特開平５−１５７９１６号公報 特開平６−１３０３８２号公報 実開平５−８４９３１号公報

本願発明の課題は、ドライブユニットと投影ヘッドとを分離し、これによって投影ヘッドの寸法を小さくするようにした映像投影装置を提供することである。

本願発明の別の課題は、所定の台上に置いて用いる必要がないようにした投影装置を提供することである。

本願発明のさらに別の課題は、投影ヘッドを自由に移動できるようにした投影装置を提供することである。

本願発明のさらに別の課題は、投影ヘッドが冷却ファンを必要とせず、これによって騒音が発生しないようにした映像投影装置を提供することである。

本願発明のさらに別の課題は、スクリーン上における画像が粗くなって画面が劣化しないようにした映像投影装置を提供することである。

本願発明のさらに別の課題は、複数の光源を必要とせず、単一の光源によって映像を投影できるようにした映像投影装置を提供することである。

本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想およびその実施の形態によって明らかにされよう。

本願の主要な発明は、スクリーン上に映像光を投影して映像を形成するようにした映像投影装置において、
画像表示部と光源とを有するドライブユニットと、
補助スクリーンと投影レンズとを有する投影ヘッドと、
前記ドライブユニットの画像表示部で形成された映像光を前記投影ヘッドの補助スクリーンに導く光ファイバ束と、
を有する映像投影装置に関するものである。

ここで前記ドライブユニットの画像表示部が液晶表示パネルから構成され、該液晶表示パネルを背面側から前記光源によって照明してよい。また前記光ファイバ束がフレキシブルアームから成る筒体内に挿通され、該フレキシブルアームによって前記投影ヘッドが位置および向き調整可能に支持されてよい。また前記投影ヘッドの補助スクリーンが半透明のパネルから構成され、前記光ファイバから出射した光が該補助スクリーンに結像して映像が形成され、該映像が前記投影レンズによってスクリーン上に投影されてよい。また車両の車室内において用いられる小型の投影装置であってよい。また卓上式の小型の投影装置であってよい。

本願の別の主要な発明は、スクリーン上に映像光を投影して映像を形成するようにした映像投影装置において、
光源を有するドライブユニットと、
画像表示部と投影レンズとを有する投影ヘッドと、
前記ドライブユニットの光源からの光を前記投影ヘッドに導いて前記画像表示部を照明する光ファイバ束と、
を有する映像投影装置に関するものである。

ここで前記投影ヘッドの画像表示部が液晶表示パネルから構成され、該液晶表示パネルを背面側から前記光源および前記光ファイバ束によって照明してよい。また前記光ファイバ束がフレキシブルアームから成る筒体内に挿通され、該フレキシシブルアームによって前記投影ヘッドが位置および向き調整可能に支持されてよい。また車両の車室内において用いられる小型の投影装置であってよい。また卓上式の小型の投影装置であってよい。

本願発明の好ましい態様は、発光体と、任意の画像を表示できる液晶等の画像表示装置と、透過した光を集め、拡大レンズ等の光学系を有するいわゆるプロジェクタにおいて、液晶等から透過した光をファイバで導光の後拡大し、投射することを特徴とするものである。

このような投影装置を例えば自動車等の車室内における表示装置に適用すると、画面を布製のスクリーンから構成することができ、衝突安全性を損なうことなく大画面が実現できる。また発光・発熱部を投影ヘッドから分離することによって、例えば発光・発熱部をトランク内に配置することで、騒音や暑さから搭乗者が解放される利点がある。また任意の場所に映像を投写できるようになる。さらにこのプロジェクタによって白色光を出せば照明として使用でき、あるいはまた白色光に代えて任意の色調を出すことができる。

本願の主要な発明は、スクリーン上に映像光を投影して映像を形成するようにした映像投影装置において、画像表示部と光源とを有するドライブユニットと、補助スクリーンと投影レンズとを有する投影ヘッドと、ドライブユニットの画像表示部で形成された映像光を投影ヘッドの補助スクリーンに導く光ファイバ束と、を有するようにしたものである。

従ってこのような映像投影装置によれば、ドライブユニットの画像表示部で形成された映像光を光ファイバ束によって投影ヘッドの補助スクリーンに導いて結像させるとともに、補助スクリーンに形成された映像を投影レンズによってスクリーン上に投影して映像を形成することが可能になり、光ファイバ束の長さや向きを変えることによって、任意の位置に映像を形成することができる。そして投影ヘッドが光源を有していないために、この投影ヘッドが熱を発生することがなくなり、投影ヘッドが放熱手段を必要としない。

本願の別の主要な発明は、スクリーン上に映像光を投影して映像を形成するようにした映像投影装置において、光源を有するドライブユニットと、画像表示部と投影レンズとを有する投影ヘッドと、ドライブユニットの光源からの光を投影ヘッドに導いて画像表示部を照明する光ファイバ束と、を有するようにしたものである。

従ってこのような映像投影装置によれば、ドライブユニットの光源からの光を光ファイバ束によって投影ヘッドに導き、この投影ヘッドの画像表示部を照明するとともに、画像表示部が発する映像光を投影レンズによってスクリーンに投影することによって、このスクリーン上に映像が形成されることになる。従って投影ヘッドから離れておりかつ光ファイバ束によって接続されるドライブユニット内の光源からの光を有効に利用して映像を形成することができ、このために投影ヘッドを小型化するとともに、その位置を自由に変更できるようになる。また投影ヘッドが光源を有していないために、発熱することがなく、これによって投影ヘッドに冷却手段を設ける必要がなくなる。

以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１は本実施の形態の映像投影装置を搭載した自動車を示している。運転席あるいは助手席を構成する前部シート１１の背面側がシートバック１２によって構成されるとともに、シートバック１２の上端にヘッドレスト１３が取付けられる。そしてヘッドレスト１３からシートバック１２の背面側に沿って布製のスクリーン１４が配される。そしてこのスクリーン１４に対して小型の投影ヘッド１５によって映像光を投影して映像を形成するようにしている。

後部座席を構成する後部シート１７はその背面側にシートバック１８を備えるとともに、このシートバック１８の後方にドライブユニット１９を備えている。そしてドライブユニット１９から引出されたフレキシブルアーム２０によって上記投影ヘッド１５が支持されるようになっている。

図２はこのような映像投影装置の光学的な構成を示すものであって、上記ドライブユニット１９内に光源２３と光学ユニット２４とを備えている。光学ユニット２４はレンズあるいは導光体から構成され、光源２３からの光を液晶表示パネル２５の背面側に導くためのものである。液晶表示パネル２５は液晶ドライバ２６によって駆動されるようになっており、このときに映像信号発生部２７から供給される映像信号によって、所定の映像を形成する。

上記液晶表示パネル２５の前面側に入射端が対向するように光ファイバ束３０が配される。光ファイバ束３０は筒状をなすフレキシブルアーム２０の内部を挿通されるようになっている。なおここでフレキシブルアーム２０は例えばリボン状をなす金属板を螺旋状に巻いて筒体としたものであって、任意の向きに自由に変形できるようになったパイプから構成される。

上記投影ヘッド１５内には補助スクリーン３１が配され、この補助スクリーン３１が上記光ファイバ束３０の出射端に対向する。補助スクリーン３１は例えば曇ガラスのような半透明なパネルから構成される。そして上記補助スクリーン３１上に結像された映像をスクリーン１４に投影するために、補助スクリーン３１の前方であって投影ヘッド１５の前端側には投影レンズ３２が配される。

図４は上記フレキシブルアーム２０と、このフレキシブルアーム２０の先端部に取付けられた投影ヘッド１５とを示しており、投影ヘッド１５がフレキシブルアーム２０によってその位置および方向が調整自在に支持されている。そして上記フレキシブルアーム２０の内側の空間を挿通する光ファイバ束３０によってドライブユニット１９の液晶表示パネル２５からの映像光が補助スクリーン３１に導かれるようになっている。

このように本実施の形態は、液晶表示パネル２５の後方から光学ユニット２４を介して光源２３の光を当て、その光を拡大投写する映像投影装置において、光源２３および液晶表示パネル２５を有するドライブユニット１９から光ファイバ束３０を用いて投影ヘッド１５に導光し、その光像を補助スクリーン３１を介して投影レンズ３２で拡大することによって、照射エリアの自由度を高めるようにし、車室内に設けたスクリーン１４上に投影するようにしたものである。

発光部を構成する光源２３は高輝度な光を発生する例えばハロゲンライトが用いられる。そして光源２３によって照明された液晶表示パネル２５が例えば動画を表示する。そしてこの液晶表示パネル２５を透過した光が光ファイバ束３０によって例えばすりガラスあるいは曇ガラスから成る補助スクリーン３２に導かれ、ここで光を画像にする。そしてこの画像を投影ヘッド１５内の投影レンズ３２によって拡大し、前方側の座席のシートバック１２およびヘッドレスト１３の背面側のスクリーン１４上に投影して画像を形成する。ここでスクリーン１４上に形成された画像は投写側から観ることになるために、この映像投影装置はフロントプロジェクタを構成することになる。

このような車両用の映像投影装置によると、布製のスクリーン１４を用いて大画面の表示装置を形成でき、衝突安全性を損うことなく表示装置が実現できる。また発熱する光源２３がドライブユニット１９内に収納されるとともに、このドライブユニット１９が光ファイバ束３０によって投影ヘッド１５と接続される構造になっているために、発光部を構成する投影ヘッド１５に対して光源２３から成る発熱部を離間させて後方に配置することができるために、後部座席１７上でスクリーン１４上の映像を観る人が騒音や暑さから解放される。またスクリーン１４を別の場所に配し、フレキシブルアーム２０を曲げてその方向に映像を投写することによって、任意の場所に映像を形成できるようになる。また上記投影ヘッド１５によって動画に代えて白色光を出せば照明として利用できる。その他任意の色調を液晶表示パネル２５によって出すこともできる。従ってこの表示装置は枕元灯あるいは読書灯としても利用できることになる。

またスクリーン１４によって表示される映像としては、映像信号発生部２７で発生される動画等であってよく、この映像信号発生部として、テレビチューナ、ＤＶＤプレーヤ、ＶＴＲプレーヤ、カーナビゲーション装置、ＶＩＣＳ交通情報装置等を用いることができる。あるいはまたこの映像投影装置は、車両用カメラのモニタとして利用することも可能である。

図４はこの実施の形態の変形例を示しており、ここではドライブユニット１９の上面にほぼ直立するようにフレキシブルアーム２０を取付け、このフレキシブルアーム２０の先端部に投影ヘッド１５を取付けるようにしたものである。ここで投影ヘッド１５は、フレキシブルアーム２０内を挿通する光ファイバ束３０によって映像が供給されるようになっている。従ってこの装置は例えば卓上型の小型の映像投影装置として用いることができる。

次に第２の実施の形態を図５および図６によって説明する。この実施の形態は、投影ヘッド１５内に液晶表示パネル２５を配し、ドライブユニット１９内に光源２３を配置した構成としている。なおそれ以外の構成は上記第１の実施の形態とほぼ同様である。

ドライブユニット１９内には光源２３が配され、この光源２３からの光を光学ユニット２４によって光ファイバ束３０の入射端から光ファイバ束３０内に導くようにしている。これに対して投影ヘッド１５内には液晶表示パネル２５が配されるとともに、この液晶表示パネル２５の背面側に図６に示すように導光体３５が配される。そしてこの導光体３５の後端側の入射端と対向するように、光ファイバ束３０の出射端が位置する。

従って光ファイバ束３０からの光が導光体３５によって液晶表示パネル２５の背面側を照明する。しかも液晶表示パネル２５は液晶ドライバ２６および映像信号発生部２７によって駆動され、これによって動画を発生する。このような動画が投影レンズ３２によって拡大投影され、スクリーン１４上に映像が形成される。

従ってこのような構成によっても、フレキシブルな光ファイバ束３０を挿通させたフレキシブルアーム２０によって支持される投影ヘッド１５によって任意の位置のスクリーン１４上に投影して映像を形成することができる。しかも発熱する光源２３がドライブユニット１９内に収納され、光ファイバ束３０によって投影ヘッド１５から離間された位置に配置できるために、投影ヘッド１５が発熱することがなく、このために投影ヘッド１５に放熱手段を設ける必要がなくなり、冷却ファンによる騒音の発生を回避できる。また液晶表示パネル２５で形成された映像を投影レンズ３２によって拡大してスクリーン１４上に形成しているために、映像の劣化が防止できる。なおここで用いられる投影ヘッド１５の液晶表示パネルとしては、例えば３０×４０ｍｍ程度の大きさのものであってよい。

以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態における光ファイバ束３０を構成する光ファイバの本数や、この光ファイバ束３０を収納するフレキシブルアーム２０の直径や長さについては、目的に応じて各種の設計変更が可能である。またこの映像投影装置は、その映像を形成するスクリーンの配置の位置の制限がなく、各種の位置に配置できる。

本願発明は、各種の映像投影装置として広く利用可能である。

映像投影装置を備える車室の内部の構造を示す側面図である。 映像投影装置の構成を示すブロック図である。 フレキシブルアームの先端部に取付けられる投影ヘッドの外観斜視図である。 卓上式映像投影装置とした変形例の斜視図である。 第２の実施の形態の映像投影装置のブロック図である。 同映像投影装置の液晶表示パネルの背面側の照明のための構成を示す要部分解斜視図である。 従来の映像投影装置の要部斜視図である。 同投影装置のブロック図である。

符号の説明

１‥‥スクリーン、２‥‥プロジェクタ、３‥‥光源、４‥‥液晶表示パネル、５‥‥投影ヘッド、１１‥‥前部シート、１２‥‥シートバック、１３‥‥ヘッドレスト、１４‥‥スクリーン、１５‥‥投影ヘッド、１７‥‥後部シート、１８‥‥シートバック、１９‥‥ドライブユニット、２０‥‥フレキシブルアーム、２３‥‥光源、２４‥‥光学ユニット、２５‥‥液晶表示パネル、２６‥‥液晶ドライバ、２７‥‥映像信号発生部、３０‥‥光ファイバ束、３１‥‥補助スクリーン、３２‥‥投影レンズ、３５‥‥導光体

Claims (11)

1. スクリーン上に映像光を投影して映像を形成するようにした映像投影装置において、
   画像表示部と光源とを有するドライブユニットと、
   補助スクリーンと投影レンズとを有する投影ヘッドと、
   前記ドライブユニットの画像表示部で形成された映像光を前記投影ヘッドの補助スクリーンに導く光ファイバ束と、
   を有する映像投影装置。
2. 前記ドライブユニットの画像表示部が液晶表示パネルから構成され、該液晶表示パネルを背面側から前記光源によって照明することを特徴とする請求項１に記載の映像投影装置。
3. 前記光ファイバ束がフレキシブルアームから成る筒体内に挿通され、該フレキシブルアームによって前記投影ヘッドが位置および向き調整可能に支持されることを特徴とする請求項１に記載の映像投影装置。
4. 前記投影ヘッドの補助スクリーンが半透明のパネルから構成され、前記光ファイバから出射した光が該補助スクリーンに結像して映像が形成され、該映像が前記投影レンズによってスクリーン上に投影されることを特徴とする請求項１に記載の映像投影装置。
5. 車両の車室内において用いられる小型の投影装置であることを特徴とする請求項１に記載の映像投影装置。
6. 卓上式の小型の投影装置であることを特徴とする請求項１に記載の映像投影装置。
7. スクリーン上に映像光を投影して映像を形成するようにした映像投影装置において、
   光源を有するドライブユニットと、
   画像表示部と投影レンズとを有する投影ヘッドと、
   前記ドライブユニットの光源からの光を前記投影ヘッドに導いて前記画像表示部を照明する光ファイバ束と、
   を有する映像投影装置。
8. 前記投影ヘッドの画像表示部が液晶表示パネルから構成され、該液晶表示パネルを背面側から前記光源および前記光ファイバ束によって照明することを特徴とする請求項７に記載の映像投影装置。
9. 前記光ファイバ束がフレキシブルアームから成る筒体内に挿通され、該フレキシシブルアームによって前記投影ヘッドが位置および向き調整可能に支持されることを特徴とする請求項７に記載の映像投影装置。
10. 車両の車室内において用いられる小型の投影装置であることを特徴とする請求項７に記載の映像投影装置。
11. 卓上式の小型の投影装置であることを特徴とする請求項７に記載の映像投影装置。
    

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