JP2008107620A - スクリーン装置およびこれを用いたプロジェクションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】リア投射のタイリングプロジェクションでありながら、プロジェクタの操作を容易にできるとともに、筐体の奥行きを確実に小さくでき、かつ構造が簡単で埃等の問題も生じないスクリーン装置およびこれを用いたプロジェクションシステムを提供すること
【解決手段】複数台のプロジェクタ２０を用いてタイリングを行うプロジェクションシステム１において、スクリーン装置１０を、内部が遮光された箱状の筐体１１と、筐体１１の開口部１２を覆うスクリーン１３とで構成し、筐体１１外部には、プロジェクタ２０からの出射光を入射するための小窓１７を設け、筐体１１内には、小窓１７から入射した出射光の光路をスクリーン１３側に折り返す反射ミラー１６を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、スクリーン装置およびこれを用いたプロジェクションシステムに関する。

従来、複数台の投射型プロジェクタを協調動作させてタイリングプロジェクションを行うことが知られている。タイリングプロジェクションにおいては、１台のプロジェクタを用いて投射を行う場合と比較し、画像を大きくできるうえ、明るくでき、さらには画素数を多くできるので高画質を実現できるというメリットがある。

一方、プロジェクタを用いた投射方式には、プロジェクタをスクリーンに対して視聴者と同じ側に設置し、視聴者側から投射するフロント投射と、プロジェクタをスクリーンに対して視聴者とは反対側の見えない位置に設置し、視聴者側から見てスクリーンの裏側から投射するリア投射とがある。フロント投射の場合、視聴者がプロジェクタの光路を遮ってスクリーン上に影が生じたりするが、リア投射の場合には、そのような影が生じる心配が無く、画像がかけるという問題が生じない。

そこで、リア投射を利用した種々のディスプレイが提案されている（例えば特許文献１，２）。これらのディスプレイは、リア投射によってタイリングプロジェクションを実現するものであり、外部から遮光された筐体内に複数台のプロジェクタおよび複数の反射ミラーが収容され、各プロジェクタからの投射画像が反射ミラーを介して筐体前面に位置したスクリーンに裏側から拡大投射される。

特開２００２−６３９４号公報 特開２００２−３４１４５２号公報

しかしながら、特許文献１，２のいずれの場合でも、筐体内にプロジェクタが収容されているため、プロジェクタのメンテナンスや調整が困難であるという問題がある。特に筐体内には、複数台のプロジェクタの他に、複数の反射ミラーが入りくんだ状態で配置されていたり、冷却空気の通風路が複雑に形成されていたりするため、プロジェクタを容易に操作することができないのである。また、筐体内にプロジェクタが収容されていると、筐体の奥行きが大きくなり、大きな設置スペースが必要になる。

しかも、筐体内にプロジェクタが収容されていると、プロジェクタからの放熱によって筐体内の温度が上昇するため、筐体外部から冷却空気を取り入れる冷却ファンが必要であったり、冷却後の冷却空気を排気する前述した通風路が必要になったりするなど、構造が複雑になる。さらには、冷却空気に混じって埃等を吸い込む可能性があり、埃が反射ミラーに付着して画質を劣化させるおそれがある。

本発明の目的は、リア投射のタイリングプロジェクションでありながら、プロジェクタの操作を容易にできるとともに、筐体の奥行きを確実に小さくでき、かつ構造が簡単で埃等の問題も生じないスクリーン装置およびこれを用いたプロジェクションシステムを提供することにある。

本発明は、複数台のプロジェクタの投射画像をスクリーンに並べて表示するためのスクリーン装置であって、内部が遮光された箱状の筐体と、筐体に設けられた開口部を覆うスクリーンとを備え、前記筐体には、当該筐体の外部に設けられた前記プロジェクタからの出射光を入射するための小窓が設けられ、前記筐体内には、前記小窓から入射した出射光の光路を前記スクリーン側に折り返す反射ミラーが配置されていることを特徴とする。

このような本発明によれば、小窓から入射した各プロジェクタの出射光は、反射ミラーで折り返されてスクリーンにリア側から投射され、リア投射のタイリングプロジェクションを実現できる。そして、この際、プロジェクタは筐体の外部に設けられるので、筐体内でのプロジェクタの操作を不要にでき、筐体の外部でプロジェクタを容易に操作あるいはメンテナンスできる。また、筐体内には主に反射ミラーが配置されているだけであるから、筐体の奥行きも小さくでき、設置スペースを小さくでき、かつ内部構造も簡素化できる。しかも、筐体にプロジェクタが収容されていないことにより、内部冷却用のファン等を不要にできるから、外部から筐体内に埃等が入り込む心配がなく、埃が反射ミラーに付着して画質を劣化させるおそれがない。

本発明では、前記小窓は、透光性を有する透光性部材で塞がれていることが望ましく、このような構成によって筐体内を確実に密閉でき、埃等の浸入をより確実に防止できる。
本発明では、複数台のプロジェクタによる出射光の光路の途中は、各投射画像での重畳部分の輝度を調整する遮光手段が設けられていることが望ましく、このような場合には、タイリングプロジェクションにおいて重畳部分が形成されていても、画像のつなぎ目を視認し難くでき、視聴者に違和感を生じさせることがない。

本発明では、前記遮光手段は、前記反射ミラーに設けられていてもよく、前記透光性部材に設けられていてもよく、こうすることで、出射光の光路を確実に遮ることができる。また、そのような遮光手段は着脱自在に設けられていることが望ましく、こうすることで、タイリングプロジェクションを実施する上で用いられるプロジェクタの台数や配置に応じた遮光手段を各種用意しておき、タイリングの形態に応じて交換して用いることができる。なお、遮光手段を前記透光性部材に設ける場合には、透光性部材ごと着脱自在に設けられていてもよい。

本発明では、前記反射ミラーは平面状であることが望ましい。反射ミラーが平面であると、反射ミラーの設置時の位置精度等を緩やかにでき、組立を容易にできる。
本発明では、前記反射ミラーは、鉛直に立設されていることが望ましく、こうすることで、反射面を歪み難くでき、良好な画像を投射できる。
本発明では、前記筐体の外部には、プロジェクタを支持する支持装置が取り付けられているか、または、プロジェクタが載置された載置手段を固定する固定手段が設けられていることが望ましく、出射光が筐体の小窓に確実に入射するよう位置決めされたプロジェクタを良好に維持でき、画像がズレるのを抑制できる。

そして、本発明のプロジェクションシステムは、前記スクリーン装置と、このスクリーン装置の筐体の外部に設けられて出射光を小窓から入射させるプロジェクタとを備えていることを特徴とし、このようなプロジェクションシステムにおいても、前記スクリーン装置を備えることで、前述したように、本発明の目的を達成できる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクションシステム１を示す全体斜視図である。図１において、プロジェクションシステム１は、スクリーン装置１０と、このスクリーン装置１０の外部に取り付けられた複数台（本実施形態では４台）のプロジェクタ２０とを備えており、これらのプロジェクタ２０を用いたリア投射によるタイリングプロジェクションを実現するものである。

スクリーン装置１０は、自立可能な剛性を有する中空箱状の筐体１１を備えている。筐体１１の前面には開口部１２が設けられており、開口部１２はリア投射用のスクリーン１３で覆われている。筐体１１の前面から奥側に折曲して設けられた左右の各側面部１４には、上下２箇所の所定位置にプロジェクタ２０を支持する支持装置１５が設けられている。

ここで、支持装置１５の具体的な構造は特に限定されないが、本実施形態では、図４に示すように、複数のアーム１５Ａを継手で互いに接続した構造のものを採用しており、上端に設けられたマウントプレート１５Ｂにプロジェクタ２０が載置固定される。アーム１５Ａの角度は所定範囲で調整可能であり、プロジェクタ２０の位置調整が可能である。加えて、プロジェクタ２０が筐体１１の外部に配置されているので、その位置調整の他、プロジェクタ２０自身の操作や、メンテナンス、各種の調整を簡単に行える。

なお、プロジェクタ２０は、投射型の一般的なものであり、内部の光学ユニットの形式等は問わない。従ってここでは、プロジェクタ２０の詳細な説明は省略し、以下には、スクリーン装置１０のより具体的な構造にいついて説明する。

図２には、スクリーン装置１０の内部構造が示されている。図２において、本実施形態でのスクリーン装置１０の筐体１１は、前後方向に縮められた六角形状であり、奥行きが非常に小さい形状となっている。従って、スクリーン装置１０を壁Ｗに寄せて配置した場合でも、前側に大きく張り出すことがない。ただし、筐体１１の形状は、これに限定されるものではなく、八角形や他の多角形状であってもよく、外観上の意匠性等を勘案して任意にデザインされてよい。

筐体１１内には一対の反射ミラー１６が上下（鉛直）方向に沿って立設されている。この反射ミラー１６は、反射面１６Ａを含む全体が平面状とされている。タイリングプロジェクションを実施するうえで平面状の反射面１６Ａを有することは、曲面などの非平面状の反射面を有する場合に比して設置位置等に要求される精度を緩やかにでき、設計、製造、コストの面で優位である。

そして、各反射ミラー１６においては、鉛直な一辺縁１６Ｂが筐体１１の背面に支持され、鉛直な他の辺縁１６Ｃが互いに近接している。すなわち、一対の反射ミラー１６は、前方側に突出するように平面視で山形状に配置されており、反射面１６Ａが筐体１１の前記側面部１４側に向いている。その他、図示しないが、反射ミラー１６の裏面や辺縁を適宜な支持手段で支持してもよいことは勿論である。

その筐体１１の各側面部１４にはやはり、上下２箇所の所定位置に小窓１７が設けられている。プロジェクタ２０の出射光は、この小窓１７から筐体１１内に入射し、反射ミラー１６で一度だけ反射して折り返されてスクリーン１３に投射される。図３には、スクリーン装置１０を正面から見た場合の右下に配置されたプロジェクタ２０ＲＬ（図１も参照）での投射の様子が模式的に示されている。

この、図３に示すように、プロジェクタ２０ＲＬからの出射光は、一方の反射ミラー１６の下側で反射され、スクリーン１３に投射される。そして、図示しないが、プロジェクタ２０の上方に位置したプロジェクタ２０ＲＵからの出射光は、一方の反射ミラー１６の上側で反射され、スクリーン１３に投射される。左側のプロジェクタ２０ＬＬ，２０ＬＵ（図１）からの出射光と他方の反射ミラー１６での反射位置との関係も同様である。

なお、図３からも明らかなように、本実施形態での各反射ミラー１６は、上下２台のプロジェクタ２０に対応して上下方向に沿って連続して設けられていたが、上下に分割した構造でもよく、プロジェクタ２０毎に一枚の反射ミラー１６を対応させてもよい。また、プロジェクタ２０が上下方向に３台以上設置されてタイリングプロジェクションを実施することも考えられ、そのような場合も、反射ミラー１６をその設置台数に応じて適宜分割してよい。そして、反射ミラー１６は、上下方向に沿って立設されていることで、反射面１６Ａでの歪みが生じ難く、歪みの少ない画像投影が行えるのも本実施形態の特徴である。

図４には、筐体１１に設けられた小窓１７部分の構造が示されている。この小窓１７は、透明なガラス板やアクリル板といった透光性部材１８で塞がれている。この透光性部材１８で小窓１７が塞がれ、また、前面の開口部１２がスクリーン１３で塞がれていることで、筐体１１内は密閉されている。また、筐体１１内にはプロジェクタ２０が設置されていないため、従来のような冷却ファン等が筐体１１には設けられておらず、筐体１１内部に埃等が入り込む心配がない。

また、小窓１７およびプロジェクタ２０の投射レンズ２１は、弾性を有するベローズ２２で覆われており、小窓１７から筐体１１内に外光が入射するのを防止している。つまり、筐体１１内は完全に遮光されている。ただし、このようなベローズ２２は必要に応じて設けられればよく、周囲が暗い状況でスクリーン装置１０が使用される場合のように、外光が小窓１７から入り込む心配がない場合には、省いてもよい。

ところで、透光性部材１８には、直交する２辺縁に沿った遮光手段１９が設けられている。このような遮光手段１９としては、透光性部材１８と一体のＮＤ（ニュートラルデンシティ）フィルタや、適宜なプレート部材などを適用できる。そして、本実施形態の遮光手段１９は透光性部材１８の端縁側から離間するに従って遮光度合いが弱まるようにグラデーションが付与されている。

このような遮光手段１９は、各プロジェクタ２０による投射画像の重畳部分に対応して設けられるのである。図３には、プロジェクタ２０ＲＬの投射画像における重畳部分Ｆが一点鎖線で囲まれた領域として示されている。重畳部分Ｆのうち上側の水平部分は、上方に配置されるプロジェクタ２０ＲＵ（図１）の投射画像が重なる部分であり、鉛直部分はプロジェクタ２０ＬＬ（図１）の投射画像が重なる部分である。このような重畳部分Ｆでは、何らかの処理をしないと、出射光が重なっている分だけ輝度が大きくなることが知られており、画像のつなぎ目部分が判ってしまって視聴者に違和感を与える。

そこで、本実施形態では、プロジェクタ２０の光路上に配置された透光性部材１８に遮光手段１９を施し、重畳部分Ｆに投射される光量を抑制し、重畳部分Ｆで出射光が重なることで通常の明るさが得られるようになっている。遮光手段１９にグラデーションを付与してあるのは、実際のスクリーン１３上での重畳部分Ｆと透光性部材１８上での遮光手段１９との位置関係が厳密に一致していない場合でも、スクリーン１３上で画像の極端に暗い部分を生じさせないためである。

そして、図４で示した透光性部材１８上での遮光手段１９の位置は、スクリーン１３の右上（正面から見た場合）に投射するプロジェクタ２０ＲＵに対応しており、ここを通過した出射光が反射ミラー１６で反射してスクリーン１３に投影されるとき、遮光手段１９に対応した投射位置が丁度、プロジェクタ２０ＲＬ，２０ＬＵとの重畳部分（不図示）となる。

このような遮光手段１９が設けられた透光性部材１８は、例えば小窓１７を挟むように設けられた一対の有底のガイドレール１７Ａに沿って落とし込まれており、着脱自在とされている。プロジェクションシステム１では、スクリーン装置１０に４台のプロジェクタ２０が設置されているが、常時４台のプロジェクタ２０から画像を投射するとは限らない。つまり、右側２台または左側２台のプロジェクタ２０から投射して縦長画像を形成したり、上側２台または下側２台のプロジェクタ２０から投射して横長画像を形成したり、さらには、任意の１〜３台のプロジェクタ２０から投射して変則的な画像を形成する場合などが考えられる。

このような場合には、その投射形態によって重畳部分Ｆの形成される位置が異なるため（１台の場合には重畳部分Ｆが存在しない）、遮光手段１９が常に図４で示した位置に設けられていると、その投射形態に合わせた重畳部分Ｆの処理が行えない。そこで、遮光手段１９を透光性部材１８ごと着脱できるようにし、各種の投射形態に応じた位置に遮光手段１９が設けられた透光性部材１８をセットできるようにしてある。

〔第２実施形態〕
図５には、本発明の第２実施形態として、遮光手段１９を反射ミラー１６に設けた場合が示されている。ここでも、４台のプロジェクタ２０のうち、プロジェクタ２０ＲＬのみが示されている。プロジェクタ２０から投射された出射光は、反射ミラー１６上において台形状の投射領域Ｐを形成するため、本実施形態での遮光手段１９もその投射領域Ｐに応じた形状で設けられることになる。

〔第３実施形態〕
図６に示す第３実施形態では、プロジェクタ２０が筐体１１の一方の側面部１４にのみ縦一列に複数台（図では１台のみを図示）設置されている場合が示されている。従って、スクリーン装置１０の筐体１１も、前述した第１実施形態と比べて横幅が小さい。このようなプロジェクションシステム１では、タイリングプロジェクションを行うことで縦長の投射画像を形成できる。

また、本実施形態では、プロジェクタ２０が載置手段としての縦長箱状のサーバーラック３０内に収容されている。サーバーラック３０自身は、内部が略密閉されかつ遮光されたた筐体３１を有し、この筐体３１内に各プロジェクタ２０が設置されるのであるが、筐体３１はプロジェクタ２０を専用に収容するためのものであるから、筐体３１の背面側に扉等を設けておくことでプロジェクタ２０のメンテナンスや操作等を支障なく行え、また、仮に、筐体３１内を冷却するための冷却ファンが設けられた場合でも、埃等がスクリーン装置１０の筐体１１側に入り込むことはない。

さらに、サーバーラック３０としては、ＥＩＡ規格に準拠した一般的によく知られたものを適用できる。このようなサーバーラック３０は、縦方向に沿って多数の取付孔が設けられたマウントアングルやマウントレールを備えており、高さ方向の設置位置を容易に調整できるようになっている。サーバーラック３０の筐体３１とスクリーン装置１０の筐体１１とは、例えば筐体１１から延設された適宜なブラケット１１Ａを介して、ボルト１１Ｂにより互いに固定することが可能である。そして、これらのブラケット１１Ａやボルト１１Ｂが本発明に係る固定手段である。

また、筐体３１にも筐体１１側の小窓１７に対応した小窓３２が設けられており、プロジェクタ２０の出射光が小窓１７，３２を通して筐体１１内に入射する。そして、筐体１１，３１同士が固定された際には、これらの筐体１１，３１は互いに密着して隙間が形成されないようになっており、外光が隙間および透光性部材１８を通って筐体１１内に入り込むのを防止している。ただし、構造上そのような隙間が生じる場合には、必要に応じて遮光用のシール材を隙間内に介装させてもよい。

なお、サーバーラック３０としては、内部が密閉された筐体３１を有するものに限らず、フレームで構成されたフレームラックでもよい。フレームラックを用いた場合には、筐体３１を有していないことで遮光できないため、前記第１実施形態で示したようなベローズ２２を用いればよい。

〔第４実施形態〕
図７には、本発明の第４実施形態が示されている。前記各実施形態では、４台のプロジェクタ２０が筐体１１の左右の側面部１４に２台ずつ設置されていたが、本実施形態では、筐体（不図示）の上面部に沿って２台設置され、下面部に沿っても２台設置される構造である。ただし、図７では、図面の見やすさを考慮して、上面部および下面部のそれぞれにプロジェクタ２０を１台ずつ設置したように描かれている。

このような構成では、反射ミラー１６が上下に配置されるとともに、反射ミラー１６の反射面１６Ａがそれぞれ、入射光の向きに応じて筐体の上面部側および下面部側を向くようになる。なお、各反射ミラー１６は、図示したように上下に離間してもよいが、第１実施形態のように辺縁同士が中央付近で近接可能な大きさを有していてもよい。また、１台のプロジェクタ２０に１枚の反射ミラー１６が対応しているが、反射ミラー１６を横方向に延設し、第１実施形態のように２台のプロジェクタ２０に１枚の反射ミラー１６を対応させても勿論よい。

なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明は、限られた設置スペースにタイリングプロジェクションが可能なプロジェクションシステムを迅速に設置する場合に好適であり、プレゼンテーション会場やデモンストレーション会場での各種の画像表示、あるいは店舗等での公告画像の表示などに利用することができる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクションシステムを示す全体斜視図。 スクリーン装置の内部構造を示す平面図。 スクリーン装置の内部構造を示す斜視図。 スクリーン装置の要部を拡大図して示す斜視図。 本発明の第２実施形態を示す斜視図。 本発明の第３実施形態を示す平面図。 本発明の第４実施形態を示す斜視図。

符号の説明

１…プロジェクションシステム、１０…スクリーン装置、１１…筐体、１１Ａ…固定手段を構成するブラケット、１１Ｂ…固定手段を構成するボルト、１２…開口部、１５…支持装置、１３…スクリーン、１６…反射ミラー、１７…小窓、１８…透光性部材、１９…遮光手段、２０…プロジェクタ、３０…載置手段であるサーバーラック。

Claims (9)

1. 複数台のプロジェクタの投射画像をスクリーンに並べて表示するためのスクリーン装置であって、
   内部が遮光された箱状の筐体と、
   筐体に設けられた開口部を覆うスクリーンとを備え、
   前記筐体には、当該筐体の外部に設けられた前記プロジェクタからの出射光を入射するための小窓が設けられ、
   前記筐体内には、前記小窓から入射した出射光の光路を前記スクリーン側に折り返す反射ミラーが配置されている
   ことを特徴とするスクリーン装置。
2. 請求項１に記載のスクリーン装置において、
   前記小窓は、透光性を有する透光性部材で塞がれている
   ことを特徴とするスクリーン装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のスクリーン装置において、
   複数台のプロジェクタによる出射光の光路の途中は、各投射画像での重畳部分の輝度を調整する遮光手段が設けられている
   ことを特徴とするスクリーン装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスクリーン装置において、
   前記遮光手段は、前記反射ミラーに設けられているか、または前記透光性部材に設けられている
   ことを特徴とするスクリーン装置。
5. 請求項４に記載のスクリーン装置において、
   前記遮光手段は着脱自在に設けられている
   ことを特徴とするスクリーン装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のスクリーン装置において、
   前記反射ミラーは平面状である
   ことを特徴とするスクリーン装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のスクリーン装置において、
   前記反射ミラーは鉛直に立設されている
   ことを特徴とするスクリーン装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のスクリーン装置において、
   前記筐体の外部には、プロジェクタを支持する支持装置が取り付けられているか、または、プロジェクタが載置された載置手段を固定する固定手段が設けられている
   ことを特徴とするスクリーン装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のスクリーン装置と、
   このスクリーン装置の筐体の外部に設けられて出射光を小窓から入射させるプロジェクタとを備えている
   ことを特徴とするプロジェクションシステム。

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