JP2006146106A - 画像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、リアプロジェクタに関するものであり、他の液晶テレビやプラズマテレビと比較して、プロジェクタの特徴を生かした、より多機能、低コストかつ、これらのテレビと同程度に薄型化された大型表示装置を提供するものである。
【解決手段】本発明は、請求項１に記載するように、光源と、光源からの出力光を投影画像に変調する画像形成装置と、この画像形成部品からの出力光を拡大投影する投影レンズとを有する投影装置と、
前記投影装置を配置するテーブルと、この投影装置からの出力光を折り返すミラーと、このミラーから折り返された投影光が入射される表示用透過スクリーンとからなる本体ケースと、この本体ケースの奥行き変更手段とを有することを特徴とするリアプロジェクタである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、投影形の高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムやビデオプロジェクタ等に使用される投影形の画像表示装置に関し、機能が拡張された、リアプロジェクタに関する。

従来のリアプロジェクションテレビは、リアプロジェクションテレビに特化した構造の投影装置（光学エンジンと呼ばれる）を内部に搭載した、大きなケースからなり、そのケースに折返しミラーと、透過型のスクリーンを有し、このスクリーンの背後から投影画像を投射し、このスクリーンにより光を散乱させて画像を表示するものである。

このリアプロジェクションテレビは、比較的安価に大型の画面表示が行えるが、液晶型のテレビや、プラズマディスプレイなどに比べ、奥行きを小さくできない。このため、大型テレビとしては、さほど普及してはいない。

下記特許文献１、２には、より低コストとするため、簡易な構造のケース構造とする技術が開示されている。
しかしながら、単に低コストというだけでは、家庭に普及するのは難しい。
一方、プロジェクション方式のテレビは、その他の表示装置に比べ、コスト以外でも有利な点も多い。

特開２００２−３６９１００ 特開２００２−２１４６９４

従来は、大型のテレビとしては、液晶型テレビとプラズマテレビが主流となっている。
これは、プロジェクション型の表示装置は、これらのテレビに比べ、安価なのにも係わらず、奥行き寸法が大きく、大きな配置スペースを必要とすることに起因する。

本発明は、この問題を解消し、プロジェクション方式の表示装置であっても、薄型化を実現すると共に、プロジェクション方式の表示装置の利点を最大限に利用することによって、他の方式の表示装置では困難な、多機能な表示装置を提供することを目的とするものである。

また、表示装置として、従来のプロジェクタを活用することにより、フロントプロジェクタとしても使用するとことを可能とし、より安価に大画面表示装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載するように、光源と、光源からの出力光を投影画像に変調する画像形成装置と、この画像形成装置からの出力光を拡大投影する投影レンズとを有する投影装置と、
前記投影装置を配置するテーブルと、この投影装置からの出力光を折り返すミラーと、このミラーから折り返された投影光が入射される表示用透過スクリーンとからなる本体ケースと、この本体ケースの奥行きを変更する奥行き変更手段とを有することを特徴としている。

更に、請求項２項に記載するように、前記透過スクリーンの上方に、ロール状に収納されな反射用スクリーンを有することを特徴としており、また３項に記載するように、前記透過スクリーンは移動可能に固定され、移動することによって、前記折返しミラーが表示面に平行に露出することを特徴としている。

本発明の装置は、リアプロジェクション装置特有の特性である、投影部と表示部を固定する必要がない点、即ち、表示面の位置及び大きさを変更できる点を利用して、薄型化を実現すると共に、装置自体の大きさに限定されない表示を行うことを可能とするものである。

以下、本発明の一実施例として、リアプロジェクションテレビを例に、実施形態を図に沿って説明する。図１、２は本発明の実施形態を示す側面図であり、図１は使用時の状態を示し、図２は、非使用時の、本実施例装置の折返しミラー部を折り畳んだ状態を示している。
図３は、本実施例装置の正面図を示しており、図４は、後方から見た斜視図を示している。
また、図６は、本実施例に使用している投影装置（以下プロジェクタと称する）の構成を示している。

本リアプロジェクションテレビ本体１は、プロジェクタ２を配置するテーブル３、プロジェクタ２から投影される画像を反射して表示面方向に折り返す折返しミラー４、表示部を覆う透明な保護ガラス５、保護ガラスの前面に取外し可能に配置された透過スクリーン６、前記折返しミラー４を、上端の軸を中心に回転移動させ、前記表示面側に折り畳んで、本体の奥行きを変更する奥行き変更手段手段（以下アクチュエータと称する）７、及びテレビチューナー８からなる。
また、この本体１の上部には、ロール状に巻かれた反射スクリーン９が保持されている。
また、非使用時などに、室内の隅に移動させることを可能とするためのキャスター１０が、本体の底面の４隅に設けられている。

プロジェクタ２は、白色光源と、白色光源からの光線を２次光源として集光する集光ミラーと、２次光源の位置に配置され、白色光を時間的に光の３原色に分解するカラーフィルタと、コンデンサレンズと、第１及び第２の折り返しミラーと、２次元に配列された各ピクセルの微小ミラーの傾きを変化させることにより反射光の角度を変化させてオン／オフ状態を作る画像形成装置と、この画像形成装置によって表された画像をスクリーンに拡大して投影する投影レンズとを備えるものである。

図６は、上記プロジェクタの構造図であり、２０は白色光源のアーク（発光点）、２１は集光ミラーとしての楕円ミラー、２２は輪帯部分が光の三原色（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィルタ、２３は光学部品であるライトトンネル、２４はコンデンサレンズ、２５は折り返しミラーとしての平面ミラー、２６は第２の折り返しミラーとしての球面ミラー、２７は後述する画像形成装置としてのＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、２８は第２のコンデンサレンズ、２９は投影レンズである。

ここで、ＤＭＤ２７は、「光学」（ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６，ｐ．３１３〜３１４，１９９６年）に記載されているように、２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成され、各ピクセルごとにその直下に配置されたメモリー素子による静電界作用によって上記微小ミラーの傾きを制御し、反射光の反射角度を変化させることによってオン／オフ状態を作る反射形表示素子である。そして、ピクセルがオフの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオンの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズ２９に入射してスクリーンに画像を形成するように光学系部品を配置する必要がある。なお、各ピクセルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤ２７の光線の入射面に対して１０から１２度程度と決められている。

続いて、上述の装置の動作について説明する。
テレビとして利用する場合は、図示しないリモコン装置のメインスイッチをオンにすると、前記アクチュエータ７が駆動され、折返しミラー４が、プロジェクタ２からの投影画像を、表示面方向に反射する角度まで傾斜し、その状態が保持される。尚、この傾斜状態を保持するためのサポート部材を、例えば、折返しミラー４の配置部下面に付加してもよい。
プロジェクタ２とテレビチューナー８は、外部端子によって接続され、またテレビチューナーは、アンテナ線に接続されており、図示しないリモコンの選局操作によって、所定のチャンネルの画像光が、プロジェクタより投影される。この投影光は、折返しミラー４によって、表示面方向に反射される。

この反射光はこのままでは、視認できないが、保護ガラス５を透過して、透過スクリーン６に入射されることによって、透過スクリーン６によって光を散乱させて、どの方向からでも表示面に画像が視認可能となる。
この透過スクリーン６は、フレネルレンズシートと垂直方向に縦長のシリンドリカルレンズ群を配列したレンチキュラーレンズシートの２枚構成からなる。フレネルレンズシートは、プロジェクタ２からの投影光を利用者のいる方向に向ける作用をし、表示面全体を均一に明るくするために用いられる。
レンチキュラーレンズシートは、プロジェクタ２からの投影光を利用者のいる左右方向に屈折させる作用をし、水平方向の視野角、すなわち視認領域を広げ、多くの人に視認できるようにするために用いられる。

非使用の場合、及び利用者がメインスイッチをオフにした場合は、折返しミラー４はアクチュエータ７によって、回転移動され、表示面側に収納される。
尚、折返しミラー４の両側面は、フレキシブルな樹脂材や布材で、じゃばらに構成され、折返しミラー４の移動に合わせて伸縮する。
この折返しミラー４を表示面側に収納することによって、本体の奥行きは、極めて薄くすることが可能となり、本装置を使用していない時に、室内を広く利用できる。
また、このように折返しミラー４を折り畳んだ状態では、折返しミラー４は、保護ガラス５と平行に配置されるため、透過スクリーン６を横方向にスライド移動させた場合、折返しミラー４が、表示面から露出し、これを姿見の鏡として利用できる。
この場合、保護ガラス５が、この折返しミラー４の前面に配置されているため、折返しミラー４が汚れなどの損傷を受けることはない。

図３に、本実施例のリアプロジェクションテレビの正面図を示す。
プロジェクションテレビ下部には、プロジェクタ配置部の左右両側に、ＤＶＤ録画、再生装置等の外部接続機器や、ＤＶＤコンテンツ媒体などが収納可能な収納部１１が設けられており、また、スクリーン６の左右両側面には、スピーカー１２が設けられている。

尚、テーブル３に配置されたプロジェクタ２は、取外し可能に収納されているため、このテーブル３から取外して、フロントプロジェクタとして利用できる。この場合は、リアプロジェクションテレビとしての使用時の投影画像を、左右反転して投影する。
このフロントプロジェクタとして利用する場合の投影用反射スクリーン９が、本体１の上面に収納されている。
この反射スクリーン９は、このように収納されている状態では、その幅は、本体の横方向の長さに等しいが、これを取外して利用する場合は、図５に示すように、この幅が、高さ方向として使用することにより、本体の表示面より広い表示が可能となる。
尚、この反射スクリーン９は、図示しない配置、固定用の部材によって、本装置の前面に配置され使用される。

また、例えば、折返しミラー４の回転移動を行うアクチュエータ７は、回転軸に設けるのではなく、折返しミラー４の底面に設けても良い。
この場合は、折返しミラー４の底部にレールを配置し、このレールを本体の下部に設けたアクチュエータで移動させる。
また、このような折返しミラー底部をアクチュエータによって駆動する場合、折返しミラー４を表示面と平行になるまで折り畳むのではなく、本体の側面の傾斜面まで回転移動させるとよい。尚、この場合は、折返しミラー４は、非使用時も傾斜しているため、姿身としては利用できない。

本発明の第２の実施例を、図７と図８に示す。
本実施例は、折返しミラー４の回転移動を行うアクチュエータ７は、折返しミラー４の底面に設けられると共に、このアクチュエータを軸として、折返しミラー４が回転移動される。
また、前方のキャスター１０に図示しないモータが設けられており、使用時は、表示面及び、プロジェクタ２とテーブル３が、前方にせり出す。
更に、テーブル３の下端部も回転可能に支持されており、非使用時に、このテーブル３も垂直に折り畳まれる。
この場合はプロジェクタ２を垂直に保持するために、テーブルの上面に保持板を設けるか、或いはテーブル３の端にプロジェクタ２の後部を囲む箱構造を設けるなど、支持構造が必要となる。
このように、非使用時にテーブル３も折り畳むことにより、更に薄型化が可能となる。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例では、テレビチューナー８は、本体側に設けられているが、プロジェクタ本体２に、機能拡張用のスロットを設け、カード状に形成されたチューナーを、このスロットに挿入することで実現してもよい。
また、プロジェクタ２は、デジタルマイクロミラー方式に限定されるものではなく、液晶方式のプロジェクタであってもよい。
更に、本体の構造、外形デザインは、本実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では、テーブル３は、本体の横方向において、ほぼ中央に位置され、ここに配置されるプロジェクタ２の投影レンズの光軸が、本体の表示面の垂直方向の中心軸に合うように構成されているが、ミラーやプリズムを用いることにより、光路は調節可能であり、プロジェクタ２を、本体の右隅、或いは左隅に配置してもよい。

本発明は、機能が拡張されたリアプロジェクタに利用可能である。例えば、家庭内では、通常のテレビとしての使用時はリアプロジェクションテレビとして、また、映画鑑賞の場合は、フロントプロジェクタとしての利用が可能となる、更にダンス教室などのフロアで、教育目的での利用が可能となる。

図１は、本発明の実施例の形態に係る主要な構成を示す側面図であり、使用時の構造を示している。 図２は、本発明の実施例の形態に係る主要な構成を示す側面図であり、非使用時の構造を示している。 図３は、本発明の実施例の形態に係る主要な構成を示す正面図である。 図４は、本発明の実施例の形態に係る背面から見た斜視図である。 図５は、本発明の実施例の形態に係る反射スクリーンとリアプロジェクションテレビの大きさの対比を示す正面図である。 図６は、本発明の実施例の形態に係るプロジェクタの構成図である。 図７は、本発明の第２の実施例の形態に係る主要な構成を示す側面図であり、使用時の構造を示している。 図８は、本発明の第２の実施例の形態に係る主要な構成を示す側面図であり、非使用時の構造を示している。

符号の説明

１：本体
２：プロジェクタ
３：テーブル
４：折返しミラー
６：透過スクリーン
７：奥行き変更手段（アクチュエータ）

Claims (3)

1. 光源と、光源からの出力光を投影画像に変調する画像形成装置と、この画像形成装置からの出力光を拡大投影する投影レンズとを有する投影装置と、
   前記投影装置を配置するテーブルと、この投影装置からの出力光を折り返すミラーと、このミラーから折り返された投影光が入射される表示用透過スクリーンとからなる本体ケースと、この本体ケースの奥行きを変更する奥行き変更手段とを有することを特徴とするリアプロジェクタ。
2. 前記透過スクリーンの上方に、ロール状に収納された反射用スクリーンを有することを特徴とする請求項１項記載のリアプロジェクタ。
3. 前記透過スクリーンは移動可能に固定され、移動することによって、前記折返しミラーが表示部に平行に露出することを特徴とする請求項１項記載のリアプロジェクタ。

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