JP2009193058A - プロジェクションシステム、及びプロジェクタ - Google Patents

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JP2009193058A
JP2009193058A JP2008318002A JP2008318002A JP2009193058A JP 2009193058 A JP2009193058 A JP 2009193058A JP 2008318002 A JP2008318002 A JP 2008318002A JP 2008318002 A JP2008318002 A JP 2008318002A JP 2009193058 A JP2009193058 A JP 2009193058A
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Abstract

【課題】近接投写を行う構成において、被照射面に物体を近づけることによる画像表示へ
の影響を軽減可能なプロジェクションシステムを提供すること。
【解決手段】画像信号に応じた光を被照射面へ投写する複数のプロジェクタである第1プ
ロジェクタ11及び第2プロジェクタ12を有し、第1プロジェクタ11及び第2プロジ
ェクタ12は、被照射面S1へ入射させる光を、被照射面S1に沿う方向へ進行させ、か
つ被照射面S1の外縁部の近傍に配置される。第1プロジェクタから投写した画像の一部
と、第2プロジェクタから投写した画像の一部とは被照射面において重畳する。
【選択図】図2

Description

本発明は、プロジェクションシステム、特に、プレゼンテーション等に用いられるプロ
ジェクションシステムと、これに用いられるプロジェクタの技術に関する。
近年、フロント投写型のプロジェクタにおいて、短い投写距離で大画面を表示可能とす
る、いわゆる近接投写に関する技術が提案されている。近接投写は、投写する光を広角化
することにより実現できる。近接投写により、少ないスペースで大画面を表示することが
可能となる。また、被照射面に近い位置から斜めに光を投写することにより、プロジェク
タ自体が画像観賞の妨げとなることを回避できる。従来、近接投写に関する技術は、例え
ば、特許文献1に提案されている。特許文献1に提案される技術では、複数の反射鏡を組
み合わせた反射型結像光学系を用いて、広角化を図ることとしている。
被照射面に近い位置から斜めに光を投写する場合、被照射面から離れた位置で被照射面
に対向させて使用する従来のプロジェクタを使用する場合と比べて、光が遮られにくくす
ることも可能となる。例えば、プロジェクタによる表示を使用して説明者が説明を行う場
合に、説明者が手で直接、或いは指し棒等で間接的に被照射面に触れられる程度被照射面
に近い位置に立っても、説明者によって被照射面に影ができる場面を少なくできる。この
ため、近接投写が可能なプロジェクタは、プレゼンテーションに使用する場合に適してい
る。
特開2002−40326号公報
例えば、プレゼンテーションの際、説明者は、手、指し棒等で被照射面を触れながら説
明を行う場合がある。手や指し棒等の物体を被照射面に接触させる、或いは接触する程度
まで近づけることによりプロジェクタからの光が遮られると、被照射面には物体の影がで
きる。被照射面の法線に対して大きく傾けられた光を被照射面へ入射させる場合、被照射
面の法線方向に対する傾きが小さい光が遮られる場合に比べて、長い影ができてしまうこ
とになる。このように、近接投写を行う場合に、被照射面に長い影ができることにより画
像表示へ悪い影響を及ぼすことがあるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑み
てなされたものであり、近接投写を行う構成において、被照射面に物体を近づけることに
よる画像表示への影響を軽減可能なプロジェクションシステムを提供することを目的とす
る。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプロジェクションシステ
ムは、画像信号に応じた光を被照射面へ投写する第1プロジェクタ及び第2プロジェクタ
を有し、第1プロジェクタ及び第2プロジェクタは、被照射面へ入射させる光を、被照射
面に沿う方向へ進行させ、第1プロジェクタから投写した画像の一部と、第2プロジェク
タから投写した画像の一部とを被照射面において重畳させることを特徴とする。
「被照射面へ入射させる光を、被照射面に沿う方向へ進行させる」とは、被照射面の法
線と光線とがなす角度を大きくし、被照射面に沿うように寝かせた光を進行させることを
いう。被照射面の法線と光線とがなす角度は、例えば、人が手で直接、或いは指し棒等で
間接的に被照射面に触れられる程度被照射面に近い位置に立ってもプロジェクタからの光
が遮られない程度とする。手や指し棒等の物体を被照射面に接触させた場合、プロジェク
タからの光は遮られることになる。複数のプロジェクタを用いることにより、あるプロジ
ェクタからの光が到達しなくなった領域へ、他のプロジェクタからの光を入射させること
が可能となる。あるプロジェクタからの光が到達しなくなった領域へ他のプロジェクタか
らの光を入射させることで、被照射面に接触する程度にまで被照射面に物体を近づけても
、被照射面に長い影ができる事態を回避することが可能となる。これにより、被照射面に
物体を近づけることによる画像表示への影響を軽減可能なプロジェクションシステムを得
られる。また、第1プロジェクタから投写した光の一部と、第2プロジェクタから投写し
た光の一部とを被照射面において重畳させることにより、第1プロジェクタから投写した
光と、第2プロジェクタから投写した光との境界を認識させにくくし、画像の違和感を低
減させることができる。光を重畳させることで所定の光量となるように、第1プロジェク
タ及び第2プロジェクタを減光することにより、さらに画像の違和感を低減させることが
できる。
また、本発明の好ましい態様としては、第1プロジェクタ及び第2プロジェクタは、被
照射面の外縁部の近傍に配置されることが望ましい。これにより、第1プロジェクタ及び
第2プロジェクタから被照射面へ入射させる光を、被照射面に沿う方向へ進行させること
ができる。
また、本発明の好ましい態様としては、第1プロジェクタ及び第2プロジェクタは、略
同じ大きさの照射領域へ光を入射可能であることが望ましい。これにより、被照射面に物
体を近づけることによる画像表示への影響を、被照射面の全体について軽減することがで
きる。
また、本発明の好ましい態様としては、前記第1プロジェクタから投写した画像と、前
記第2プロジェクタから投写した画像とは前記被照射面において互いに重畳することが望
ましい。これにより、被照射面に物体を近づけることによる画像表示への影響を、被照射
面の全体について軽減することができる。
また、本発明の好ましい態様としては、第1プロジェクタ及び第2プロジェクタは、投
写光学系の光軸が互いに略平行になるように配置されることが望ましい。これにより、各
プロジェクタによる照射領域を被照射面において正確に合わせることを可能とし、各プロ
ジェクタが有する解像感の低下を軽減できる。
また、本発明の好ましい態様としては、第1プロジェクタ及び第2プロジェクタは、被
照射面へ光を進行させる領域を介して互いに対向させて配置されることが望ましい。例え
ば、第1プロジェクタからの光が物体により遮られた場合、第2プロジェクタは、物体に
対して影となる側から光を入射させる。物体に対して影となる側から光を入射させること
で、光が到達しなくなった領域の全体へ光を入射させることが可能となる。これにより、
被照射面に物体を近づけることによる画像表示への影響をさらに軽減できる。
また、本発明の好ましい態様としては、被照射面へ入射した第1プロジェクタからの光
を検出する検出部を有し、第2プロジェクタは、検出部による検出結果に基づいて光を投
写することが望ましい。第1プロジェクタからの光が物体により遮られたことが検出部に
より検出された場合、第1プロジェクタからの光が到達しなくなった領域へ第2プロジェ
クタからの光を入射させる。第1プロジェクタからの光が到達しなくなった領域へ第2プ
ロジェクタからの光を入射させることにより、被照射面に物体を近づけることによる画像
表示への影響をさらに軽減できる。
また、本発明の好ましい態様としては、複数の検出部を有することが望ましい。被照射
面に物体を接触させることによりできた影がある検出部により検出された場合に、かかる
検出部から見て物体の向こう側については、他の検出部が監視を続行する。これにより、
被照射面の全体について影の有無を監視することができる。
また、本発明の好ましい態様としては、第2プロジェクタは、被照射面のうち第1プロ
ジェクタからの光が遮られた領域へ光を投写することが望ましい。これにより、被照射面
に物体を近づけることによる画像表示への影響を軽減できる。
また、本発明の好ましい態様としては、検出部は、第1プロジェクタ及び第2プロジェ
クタの少なくとも一方に設けられることが望ましい。第1プロジェクタ又は第2プロジェ
クタは、被照射面から投写光学系を経た光を検出部により検出する構成にできる。空間光
変調装置に対して検出部を適宜位置決めすることにより、被照射面に表示された画像を正
確に検出部で検出することが可能となる。検出部として、空間光変調装置と同じ画素数の
撮像素子を用いることにより、画素ごとの調整ができる。
また、本発明の好ましい態様としては、被照射面が壁面に略平行であることが望ましい
。これにより、壁面に略平行な被照射面に画像を表示することができる。
また、本発明の好ましい態様としては、被照射面が床面に略平行であることが望ましい
。これにより、床面に略平行な被照射面に画像を表示することができる。
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプロジェクタは、
画像信号に応じた光を被照射面へ投写するプロジェクタであって、被照射面へ入射させる
光を、被照射面に沿う方向へ進行させ、当該プロジェクタから投写した画像の一部と、他
のプロジェクタから投写した画像の一部とを被照射面において重畳することを特徴とする
。係るプロジェクタを用いることにより、他のプロジェクタからの光が到達しなくなった
領域へ、当該プロジェクタからの光を入射させることが可能となる。他のプロジェクタか
らの光が到達しなくなった領域へ当該プロジェクタからの光を入射させることで、被照射
面に接触する程度にまで被照射面に物体を近づけても、被照射面に長い影ができる事態を
回避することが可能となる。これにより、被照射面に物体を近づけることによる画像表示
への影響を軽減可能なプロジェクタを得られる。また、当該プロジェクタから投写した光
の一部と、他のプロジェクタから投写した光の一部とを被照射面において重畳させること
により、当該プロジェクタから投写した光と、他のプロジェクタから投写した光との境界
を認識させにくくし、画像の違和感を低減させることができる。
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例1に係るプロジェクションシステムの正面構成を示す。図2は
、図1に示すプロジェクションシステムの側面構成を示す。プロジェクションシステムは
、第1プロジェクタ11及び第2プロジェクタ12により構成されている。第1プロジェ
クタ11及び第2プロジェクタ12は、共通の壁面14に取り付けられている。第1プロ
ジェクタ11及び第2プロジェクタ12は、壁面14に取り付けられたスクリーン13へ
光を投写する。
スクリーン13は、壁面14に固定された側とは反対側に被照射面S1を向けて設けら
れている。スクリーン13は、被照射面S1が壁面14に略平行となるように配置されて
いる。第1プロジェクタ11は、スクリーン13に対して鉛直上側の位置に配置されてい
る。第2プロジェクタ12は、スクリーン13に対して鉛直下側の位置に配置されている
。第1プロジェクタ11及び第2プロジェクタ12は、いずれも被照射面S1の外縁部の
近傍に配置されている。水平方向において、第1プロジェクタ11及び第2プロジェクタ
12の(光軸の)位置と、被照射面S1の中心位置とは、略一致している。第1プロジェ
クタ11及び第2プロジェクタ12は、被照射面S1へ光を進行させる領域を介して互い
に対向させて配置されている。
図3は、第1プロジェクタ11の概略構成を示す。第1プロジェクタ11は、光学エン
ジン21、投写レンズ22、及び非球面ミラー23を備える。光学エンジン21、投写レ
ンズ22、及び非球面ミラー23は、筐体25内に収納されている。
図4は、光学エンジン21及び投写レンズ22の構成を示す。超高圧水銀ランプ31は
、赤色(R)光、緑色(G)光、青色(B)光を含む光を射出する光源部である。第1イ
ンテグレータレンズ32及び第2インテグレータレンズ33は、アレイ状に配列された複
数のレンズ素子を有する。第1インテグレータレンズ32は、超高圧水銀ランプ31から
の光束を複数に分割する。第1インテグレータレンズ32の各レンズ素子は、超高圧水銀
ランプ31からの光束を第2インテグレータレンズ33のレンズ素子近傍にて集光させる
。第2インテグレータレンズ33のレンズ素子は、第1インテグレータレンズ32のレン
ズ素子の像を空間光変調装置上に形成する。
2つの第1インテグレータレンズ32、第2インテグレータレンズ33を経た光は、偏
光変換素子34にて特定の振動方向の直線偏光に変換される。重畳レンズ35は、第1イ
ンテグレータレンズ32の各レンズ素子の像を空間光変調装置上で重畳させる。第1イン
テグレータレンズ32、第2インテグレータレンズ33及び重畳レンズ35は、超高圧水
銀ランプ31からの光の強度分布を空間光変調装置上にて均一化させる。重畳レンズ35
からの光は、第1ダイクロイックミラー36に入射する。第1ダイクロイックミラー36
は、R光を反射し、G光及びB光を透過させる。第1ダイクロイックミラー36へ入射し
たR光は、第1ダイクロイックミラー36、反射ミラー37で反射することにより光路が
折り曲げられ、R光用フィールドレンズ38Rへ入射する。R光用フィールドレンズ38
Rは、反射ミラー37からのR光を平行化し、R光用空間光変調装置39Rへ入射させる
R光用空間光変調装置39Rは、R光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であ
って、透過型の液晶表示装置である。R光用空間光変調装置39Rに設けられた不図示の
液晶パネルは、2つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封
入している。R光用空間光変調装置39Rで変調されたR光は、色合成光学系であるクロ
スダイクロイックプリズム40へ入射する。
第1ダイクロイックミラー36を透過したG光及びB光は、第2ダイクロイックミラー
41へ入射する。第2ダイクロイックミラー41は、G光を反射し、B光を透過させる。
第2ダイクロイックミラー41へ入射したG光は、第2ダイクロイックミラー41での反
射により光路が折り曲げられ、G光用フィールドレンズ38Gへ入射する。G光用フィー
ルドレンズ38Gは、第2ダイクロイックミラー41からのG光を平行化し、G光用空間
光変調装置39Gへ入射させる。G光用空間光変調装置39Gは、G光を画像信号に応じ
て変調する空間光変調装置であって、透過型の液晶表示装置である。G光用空間光変調装
置39Gで変調されたG光は、クロスダイクロイックプリズム40のうちR光が入射した
面とは異なる面へ入射する。
第2ダイクロイックミラー41を透過したB光は、リレーレンズ42を透過した後、反
射ミラー43での反射により光路が折り曲げられる。反射ミラー43からのB光は、さら
にリレーレンズ44を透過した後、反射ミラー45での反射により光路が折り曲げられ、
B光用フィールドレンズ38Bへ入射する。R光の光路及びG光の光路よりもB光の光路
が長いことから、空間光変調装置における照明倍率を他の色光と等しくするために、B光
の光路には、リレーレンズ42,44を用いるリレー光学系が採用されている。
B光用フィールドレンズ38Bは、反射ミラー45からのB光を平行化し、B光用空間
光変調装置39Bへ入射させる。B光用空間光変調装置39Bは、B光を画像信号に応じ
て変調する空間光変調装置であって、透過型の液晶表示装置である。B光用空間光変調装
置39Bで変調されたB光は、クロスダイクロイックプリズム40のうちR光が入射する
面、G光が入射する面とは異なる面へ入射する。
クロスダイクロイックプリズム40は、互いに略直交するように配置された2つの第1
ダイクロイック膜46、第2ダイクロイック膜47を有する。第1ダイクロイック膜46
は、R光を反射し、G光及びB光を透過させる。第2ダイクロイック膜47は、B光を反
射し、R光及びG光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム40は、それぞれ異な
る方向から入射したR光、G光及びB光を合成し、投写レンズ22の方向へ射出する。投
写レンズ22は、クロスダイクロイックプリズム40で合成された光を投写する投写光学
系である。
透過型液晶表示装置としては、例えば高温ポリシリコンTFT液晶パネル(High Tempe
rature Polysilicon;HTPS)を用いることができる。光学エンジン21は、空間光変
調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、
反射型液晶表示装置(Liquid Crystal On Silicon;LCOS)、DMD(Digital Micro
mirror Device)、GLV(Grating Light Valve)等を用いても良い。また、色光ごとに
設けられた空間光変調装置を用いる場合に限られず、共通の空間光変調装置へ各色光を順
次供給する色順次方式による変調を行う構成としても良い。光学エンジン21は、光源部
として超高圧水銀ランプ31を用いる場合に限られない。光源部は、超高圧水銀ランプ3
1以外のランプや、発光ダイオード(LED)、スーパールミネッセンスダイオード(S
LD)等の固体光源、レーザ光源等を用いる構成としても良い。
図3に戻って、非球面ミラー23は、非球面形状の曲面である凸面をなす反射面を有す
る。非球面ミラー23は、反射により投写レンズ22からの光を、主に水平方向について
広角化させる。また、非球面ミラー23は、反射により投写レンズ22からの光を折り曲
げて被照射面S1(図2参照)の方向へ進行させる。非球面ミラー23は、例えば、樹脂
部材等を有する基材上に反射膜を形成することにより構成できる。反射膜としては、高反
射性の部材の層、例えばアルミニウム等の金属部材の層や誘電体多層膜等を用いることが
できる。また、反射膜の上には、透明部材を有する保護膜を形成することとしても良い。
非球面ミラー23は、曲面形状の反射面により、光の折り曲げと広角化とを同時に行う
ことが可能となる。投写レンズ22のみならず非球面ミラー23によっても光を広角化さ
せることで、投写レンズ22のみにより光を広角化させる場合よりも投写レンズ22を小
型にすることができる。投写レンズ22及び非球面ミラー23は、画像の拡大と被照射面
S1における結像とを行っている。投写レンズ22は、画像の拡大及び被照射面S1にお
ける結像の機能を果たす。非球面ミラー23は、画像の拡大の機能を果たす。非球面ミラ
ー23は、画像の歪みを補正できるように適宜変形させても良い。
射出部24は、非球面ミラー23からの光を筐体25外部へ射出する。射出部24は、
筐体25のうち鉛直下側を向けられた面に設けられている。射出部24は、筐体25に設
けられた開口を完全に塞ぐように設けられた透明部材により構成されている。第1プロジ
ェクタ11は、射出部24から被照射面S1へ向けて、斜め下向きに光を射出する。第1
プロジェクタ11は、非球面ミラー23を完全に筐体25内部に収納する他、筐体25に
形成された開口から非球面ミラー23の一部をはみ出させる構成としても良い。
図5は、第1プロジェクタ11の光学系を模式的に表したものである。第1プロジェク
タ11は、説明に不要な構成の図示を省略している。非球面ミラー23は、中心軸に関し
て略回転対称な形状、例えば、円錐形状のうち頂点部以外の一部を切り取った形状とする
ことができる。非球面ミラー23の中心軸は、投写レンズ22の光軸AX1と略一致して
いる。本実施例では、非球面ミラー23の中心軸を、非球面ミラー23の光軸とする。投
写レンズ22及び非球面ミラー23は、いずれも共通の光軸AX1を持つ、いわゆる共軸
光学系を構成している。また、スクリーン13は、被照射面S1の法線Nが、投写レンズ
22及び非球面ミラー23の光軸AX1と略平行になるように配置されている。
共軸光学系を採用することにより、通常の共軸系の設計手法を採用することが可能であ
る。よって、光学系の設計工数を少なくし、かつ収差が少ない光学系を実現することがで
きる。また、非球面ミラー23を光軸AX1に関して略回転対称な形状とすることで、非
球面ミラー23の光軸と他の構成の光軸とを容易に一致させることが可能となる。非球面
ミラー23は軸対称の非球面形状となることから、旋盤等の簡易な手法により加工を行う
ことができる。よって、非球面ミラー23を容易かつ高い精度で製造することができる。
なお、光学系は、凸面を有する非球面ミラー23を用いる構成に限られず、凹面を有する
非球面ミラーを用いる構成であっても良い。また、反射面は、必ずしも非球面形状である
場合に限られず、自由曲面形状であっても良い。光学系は、共軸光学系である場合に限ら
れず、各光学要素の個々の光軸を不一致とした偏芯光学系であっても良い。偏芯光学系の
場合、空間光変調装置の被照射面に垂直な軸を光軸と定義して、本実施例を適用すること
ができる。
投写レンズ22及び非球面ミラー23は、画像信号に応じて変調された光を光軸AX1
に対して特定の側へシフトさせて進行させる、いわゆるシフト光学系を構成している。具
体的には、画像信号に応じて変調された光を、光軸AX1に対して特定の側である鉛直下
側へシフトさせて進行させている。光学エンジン21中のクロスダイクロイックプリズム
40の射出面に仮想的に形成される像面の中心法線は、光軸AX1に対して平行であって
、光軸AX1に対して特定の側とは反対側である鉛直上側にある。シフト光学系を採用す
ることにより、第1プロジェクタ11は、被照射面S1に対して大きな入射角をなす光を
入射させることができる。入射角は、被照射面S1の法線Nと入射光線とがなす角度であ
る。
第1プロジェクタ11は、投写レンズ22及び非球面ミラー23を用いることで、近接
投写を行う。近接投写は、投写する光を広角化することにより実現できる。第1プロジェ
クタ11の画角θは、少なくとも150度以上であって、例えば160度である。さらに
、第1プロジェクタ11は、広角化させたうちの一部の角度範囲のみを使用するシフト光
学系を採用することで、被照射面S1へ入射させる光を、被照射面S1に沿う方向へ進行
させる。
「被照射面S1へ入射させる光を、被照射面S1に沿う方向へ進行させる」とは、被照
射面S1の法線Nと光線とがなす角度を大きくし、被照射面S1に沿うように寝かせた光
を進行させることをいう。「被照射面S1に沿うように寝かせた光を進行させる」とは、
例えば、被照射面S1へ入射する光線と法線Nとがなす最大角度αが65度〜85度であ
る場合を指すものとする。このようにして、第1プロジェクタ11は、被照射面S1の外
縁部の近傍の位置から被照射面S1の略全体へ光を投写させる。
図6は、第2プロジェクタ12の概略構成を示す。第2プロジェクタ12は、第1プロ
ジェクタ11と同様、光学エンジン21、投写レンズ22、非球面ミラー23、射出部2
4、及び筐体25を備える。射出部24は、筐体25のうち鉛直上側を向けられた面に設
けられている。第2プロジェクタ12は、射出部24から被照射面S1に向けて、斜め上
向きに光を射出する。
第2プロジェクタ12の投写レンズ22及び非球面ミラー23は、第1プロジェクタ1
1と同様に、共軸光学系及びシフト光学系を構成する。第2プロジェクタ12は、第1プ
ロジェクタ11とは逆に、画像信号に応じて変調された光を、光軸に対して鉛直上側へシ
フトさせて進行させている。また、第2プロジェクタ12は、第1プロジェクタ11と同
様に、被照射面S1へ入射させる光を、被照射面S1に沿う方向へ進行させる。第2プロ
ジェクタ12は、被照射面S1の外縁部の近傍の位置から被照射面S1の略全体へ光を投
写する。
図1及び図2に示すように、第1プロジェクタ11及び第2プロジェクタ12は、いず
れも被照射面S1の略全体へ光を投写する。第1プロジェクタ11及び第2プロジェクタ
12は、略同じ大きさの照射領域へ光を入射させる。第1プロジェクタ11の照射領域と
第2プロジェクタ12の照射領域とは、被照射面S1でちょうど重なり合う。プロジェク
ションシステムは、第1プロジェクタ11からの光と第2プロジェクタ12からの光とを
被照射面S1で重ね合わせることにより、画像を表示する。
第1プロジェクタ11の投写レンズ22の光軸AX1と、第2プロジェクタ12の投写
レンズ22の光軸AX2とは、略平行である。これにより、第1プロジェクタ11による
照射領域と第2プロジェクタ12による照射領域とを被照射面S1において正確に合わせ
ることを可能とし、第1プロジェクタ11及び第2プロジェクタ12が有する解像感の低
下を軽減できる。第1プロジェクタ11及び第2プロジェクタ12は、被照射面S1へ入
射させる光を被照射面S1に沿う方向へ進行させることが可能であれば良く、適宜変形し
ても良い。例えば、第1プロジェクタ11、第2プロジェクタ12は、投写レンズ22と
非球面ミラー23との間に、光路を折り曲げるためのミラーを設けることとしても良い。
図7は、本実施例のプロジェクションシステムをプレゼンテーションに使用する場合に
ついて説明するものである。被照射面S1の外縁部の近傍に設けられた第1プロジェクタ
11及び第2プロジェクタ12から光を投写する場合、被照射面S1から離れた位置で被
照射面S1に対向させて使用する従来のプロジェクタを使用する場合と比べて、光が遮ら
れにくくすることが可能となる。説明者は、手で直接、或いは指し棒等で間接的に被照射
面S1に触れられる程度、被照射面S1に近い位置に立っても、第1プロジェクタ11か
らの光、第2プロジェクタ12からの光を遮らずにプレゼンテーションができる。
図8は、本実施例の比較例として、一台のプロジェクタ48のみにより光を投写する場
合について説明するものである。プロジェクタ48は、上記の第1プロジェクタ11と同
様に、被照射面S1の鉛直上側から近接投写を行うものとする。例えば、プレゼンテーシ
ョンの際、説明者は、手、指し棒等で被照射面S1を触れながら説明を行う場合がある。
手や指し棒等の物体を被照射面S1に接触させる、或いは接触する程度まで近づけること
によりプロジェクタ48からの光が遮られると、被照射面S1のうち物体より下側に物体
の影49ができる。被照射面S1の法線Nに対して大きく傾けられた光を被照射面S1へ
入射させる場合、被照射面S1の法線N方向に対する傾きが小さい光が遮られる場合に比
べて、長い影49ができてしまうことになる。このように、一台のプロジェクタ48のみ
により近接投写を行う場合、被照射面S1に長い影49ができることにより画像表示へ悪
い影響を及ぼすことがある。
図9は、本発明のプロジェクションシステムである第1プロジェクタ11及び第2プロ
ジェクタ12により光を投写する場合について説明するものである。被照射面S1に物体
を接触させる、或いは接触する程度まで近づけると、第1プロジェクタ11からの光は、
物体の位置より鉛直下側の所定の領域h1へは到達しないことになる。かかる領域h1に
は、第2プロジェクタ12からの光を入射させる。第2プロジェクタ12からの光を入射
させることにより、領域h1は影にならない。
また、第2プロジェクタ12からの光は、物体の位置より鉛直上側の所定の領域h2へ
は到達しないことになる。かかる領域h2には、第1プロジェクタ11からの光を入射さ
せる。第1プロジェクタ11からの光を入射させることにより、領域h2は影にならない
。被照射面S1へ光を進行させる領域を介して互いに対向させて第1プロジェクタ11及
び第2プロジェクタ12を配置することで、物体に対して影となる側から光を入射させる
ことが可能となる。物体に対して影となる側から光を入射させることで、第1プロジェク
タ11からの光が到達しなくなった領域h1、第2プロジェクタ12からの光が到達しな
くなった領域h2の全体へ光を入射させることが可能となる。
第1プロジェクタ11及び第2プロジェクタ12のうち一方から投写された光が到達し
なくなった領域へ、他方から投写された光を入射させることで、被照射面S1に接触する
程度にまで被照射面S1に物体を近づけても、被照射面S1に長い影ができる事態を回避
することが可能となる。これにより、被照射面S1に物体を近づけることによる画像表示
への影響を軽減させることができるという効果を奏する。第1プロジェクタ11及び第2
プロジェクタ12は、略同じ大きさの照射領域へ光を入射させることで、被照射面S1に
物体を近づけることによる画像表示への影響を、被照射面S1の全体について軽減するこ
とができる。
図10は、本実施例の変形例に係るプロジェクションシステムの正面構成を示す。本変
形例に係るプロジェクションシステムは、第1プロジェクタ51及び第2プロジェクタ5
2により構成されている。第1プロジェクタ51は、被照射面S1に向かって、スクリー
ン13の左側の位置に配置されている。第2プロジェクタ52は、被照射面S1に向かっ
て、スクリーン13の右側の位置に配置されている。第1プロジェクタ51及び第2プロ
ジェクタ52は、いずれも被照射面S1の外縁部の近傍に配置されている。鉛直方向にお
いて、第1プロジェクタ51及び第2プロジェクタ52の(光軸の)位置と、被照射面S
1の中心位置とは、略一致している。第1プロジェクタ51及び第2プロジェクタ52は
、被照射面S1へ光を進行させる領域を介して互いに対向させて配置されている。
第1プロジェクタ51は、被照射面S1が設けられた右の方向へ光を投写する。第2プ
ロジェクタ52は、被照射面S1が設けられた左の方向へ光を投写する。第1プロジェク
タ51及び第2プロジェクタ52のいずれも、被照射面S1へ入射させる光を、被照射面
S1へ沿う方向へ進行させる。第1プロジェクタ51及び第2プロジェクタ52は、光を
進行させる方向が異なる他は、上記の第1プロジェクタ11、第2プロジェクタ12と同
様の構成を有する。本変形例の場合も、被照射面S1に物体を近づけることによる画像表
示への影響を軽減させることができる。
第1プロジェクタ11、第2プロジェクタ12は、投写レンズ22を用いず、例えば非
球面ミラーを組み合わせたものであっても良い。また、第1プロジェクタ11、第2プロ
ジェクタ12は、共通の光軸AX1,AX2を有するものに限られない。第1プロジェク
タ11、第2プロジェクタ12は、共通の光軸を持たない、いわゆる偏芯光学系を用いる
ものであっても良い。
プロジェクションシステムは、被照射面S1へ光を進行させる領域を介して互いに対向
させて配置されたプロジェクタを有する構成であれば良く、本実施例で説明する位置にプ
ロジェクタを配置するものに限られない。例えば、プロジェクションシステムは、被照射
面S1の角部の近傍にプロジェクタを配置することとしても良い。互いに対向させて配置
されたプロジェクタは、光軸に対して互いに逆方向へ光をシフトさせる。また、プロジェ
クションシステムは、二台のプロジェクタを備える場合に限られず、三台以上のプロジェ
クタを備えることとしても良い。例えば、プロジェクションシステムは、被照射面S1の
上下左右に一台ずつ、計四台のプロジェクタを備えることとしても良い。
プロジェクションシステムは、複数のプロジェクタを用いることにより、以下のような
効果も得られる。例えば、複数のプロジェクタにより同一の画像を重ね合わせることによ
り、明るい表示が可能となる。複数のプロジェクタのうちの少なくとも一台により、特に
明るくしたい領域へのみ光を投写することで、高いコントラストの表示が可能となる。複
数のプロジェクタにより互いに異なる画像を重ね合わせることにより、効果的な演出が可
能となる。この他、各プロジェクタを順次駆動させることにより、光源部を長持ちさせる
ことも可能となる。
図11は、本発明の実施例2に係るプロジェクションシステムの正面構成を示す。本実
施例のプロジェクションシステムは、検出用カメラ55を有することを特徴とする。上記
実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。検出用カメラ55
は、被照射面S1へ入射した第1プロジェクタ11からの光を検出する検出部として機能
する。検出用カメラ55は、第1プロジェクタ11の近傍に設けられている。検出用カメ
ラ55は、入射した光を電子信号に変換する複数の受光素子(不図示)を備える。検出用
カメラ55としては、例えば、CCDやCMOSセンサを用いることができる。
第1プロジェクタ11から投写した光が物体により遮られない限り、プロジェクション
システムは、第1プロジェクタ11からの光のみを用いて画像を表示する。検出用カメラ
55は、被照射面S1の全体を撮影する。また、検出用カメラ55は、撮影された画像の
情報と、第1プロジェクタ11へ供給される画像信号とを比較することにより、第1プロ
ジェクタ11からの光が到達しなくなった領域の有無を監視する。
第1プロジェクタ11からの光が物体により遮られた場合、検出用カメラ55は、物体
により第1プロジェクタ11からの光が到達しなくなった領域を認識する。第2プロジェ
クタ12は、検出用カメラ55による検出結果に基づいて、被照射面S1のうち第1プロ
ジェクタ11からの光が遮られた領域へ光を投写する。本実施例の場合も、被照射面S1
に物体を近づけることによる画像表示への影響を軽減させることができる。第1プロジェ
クタ11からの光が到達しなくなった領域の有無を、検出用カメラ55により常時監視す
ることにより、画像信号に応じた画像を遅滞無く表示することができる。
図12は、本実施例の変形例に係るプロジェクションシステムの正面構成を示す。本変
形例のプロジェクションシステムは、第1検出用カメラ56及び第2検出用カメラ57を
有する。第1検出用カメラ56及び第2検出用カメラ57は、被照射面S1へ入射した第
1プロジェクタ11からの光を検出する検出部として機能する。第1検出用カメラ56は
、第1プロジェクタ11の近傍に設けられている。第2検出用カメラ57は、第2プロジ
ェクタ12の近傍に設けられている。第1検出用カメラ56及び第2検出用カメラ57は
、被照射面S1へ光を進行させる領域を介して互いに対向させて配置されている。
第1プロジェクタ11からの光が物体により遮られた場合、物体及び第1検出用カメラ
56の間の領域は、第1検出用カメラ56により監視する。物体及び第2検出用カメラ5
7の間の領域は、第2検出用カメラ57により監視する。第1検出用カメラ56及び第2
検出用カメラ57を用いることにより、監視できなくなる死角を少なくできる。これによ
り、被照射面S1に物体を近づけることによる画像表示への影響をさらに軽減させること
ができる。プロジェクションシステムは、一つ又は二つの検出用カメラを備える構成に限
られず、三つ以上の検出用カメラを備える構成としても良い。
図13は、第1プロジェクタ11からの光が到達しなくなった領域へ第2プロジェクタ
12からの光を入射させる場合に生じ得る不具合について説明するものである。物体Mに
より第1プロジェクタ11からの光が遮られると、第1プロジェクタ11からの光により
得られる画像P1に、図中斜線を付して示すように、影ができる。検出用カメラにより画
像P1が検出されると、第2プロジェクタ12は、図中白抜きを付して示すように、影に
相当する領域へ光を入射させる画像P2を表示する。第1プロジェクタ11、第2プロジ
ェクタ12の個体差や光学系に存在するずれ等の影響により、画像P1の影の部分に、画
像P2の光を入射させる部分を高い精度で一致させることは極めて困難である。例えば、
画像P1及び画像P2を組み合わせた画像P12には、図中斜線を付して示すように、影
の境界部分が残る場合がある。
図14は、本実施例の望ましい態様について説明するものである。物体Mにより第1プ
ロジェクタ11からの光が遮られた場合に、第2プロジェクタ12は、画像P2のうち影
に相当する領域に隣接する境界領域59へも光を入射させる。画像P1及び画像P2を組
み合わせた画像P12では、第1プロジェクタ11からの光により得られる画像P1のう
ち、影になった領域に隣接する境界領域58と、第2プロジェクタ12による画像P2の
境界領域59とを重畳させる。このように、プロジェクションシステムは、第1プロジェ
クタ11から投写した光の一部と、第2プロジェクタ12から投写した光の一部とを被照
射面S1において重畳させることが望ましい。
境界領域58,59を重畳させることにより、影の境界部分が残らないようにすること
ができる。さらに、画像P1における境界領域58、及び画像P2における境界領域59
のいずれも、画像信号に応じた光量を半減させた光量とすることが望ましい。これにより
、画像P12のうち境界領域58,59を重畳させた部分のみが明るくなることを防ぎ、
第1プロジェクタ11からの光が入射する領域と第2プロジェクタ12からの光が入射す
る領域との自然な繋がりを実現できる。自然な繋がりを実現可能とすることで、違和感が
さらに軽減された画像P12を得られる。
図15は、第1プロジェクタ11に検出用カメラ63を設ける場合の構成例を示す。第
1プロジェクタ11は、説明に不要な構成の図示を省略している。偏光分離素子60は、
クロスダイクロイックプリズム40及び投写レンズ22の間の光路中に設けられている。
偏光分離素子60は、2つの三角プリズムを貼り合わせて構成されている。2つの三角プ
リズムの接合面には、偏光選択膜61が形成されている。偏光選択膜61は、第1偏光を
透過させ、第2偏光を反射する誘電体多層膜である。第1偏光は、第1の振動方向の直線
偏光であって、例えばs偏光である。第2偏光は、第1の振動方向に略直交する第2の振
動方向の直線偏光であって、例えばp偏光である。
各R光用空間光変調装置39R、G光用空間光変調装置39G、B光用空間光変調装置
39Bは、第1偏光を射出する。クロスダイクロイックプリズム40から偏光分離素子6
0へ入射した第1偏光は、偏光選択膜61を透過し、投写レンズ22へ入射する。投写レ
ンズ22から被照射面S1へ投写された第1偏光の一部は、被照射面S1での反射等を経
ることにより第2偏光へ変換される。被照射面S1から投写レンズ22を経て偏光分離素
子60へ入射した光のうち第2偏光は、偏光選択膜61で反射する。偏光選択膜61での
反射により光路が折り曲げられた第2偏光は、偏光分離素子60から射出した後、集光レ
ンズ62へ入射する。集光レンズ62へ入射した光は、検出用カメラ63へ入射する。第
1プロジェクタ11は、被照射面S1から投写レンズ22を経た光を検出用カメラ63に
より検出する。
各R光用空間光変調装置39R、G光用空間光変調装置39G、B光用空間光変調装置
39Bに対して検出用カメラ63を適宜位置決めすることにより、被照射面S1に表示さ
れた画像を正確に検出用カメラ63で検出することが可能となる。検出用カメラ63とし
て、各R光用空間光変調装置39R、G光用空間光変調装置39G、B光用空間光変調装
置39Bと同じ画素数の撮像素子を用いることにより、画素ごとの調整ができる。なお、
偏光分離素子60に代えて、他の光学素子を用いても良い。例えば、入射する光の一部を
透過させ、他の一部を反射する透過反射ミラーを用いても良い。また、例えば、可視光を
透過させ、赤外光を反射する波長分離素子を用いても良い。検出用カメラ63は、被照射
面S1に供給された赤外光を検出することにより、プロジェクタからの光が到達しなくな
った領域の有無を監視できる。この他、クロスダイクロイックプリズム40からの光を透
過させ、投写レンズ22からの光を検出用カメラ63の方向へ進行させる特性を備えるホ
ログラムを用いても良い。検出用カメラ63は、第1プロジェクタ11に設ける場合と同
様に、第2プロジェクタ12にも設けることができる。プロジェクションシステムは、第
1プロジェクタ11及び第2プロジェクタ12のうち少なくとも一方に検出用カメラ63
を備える構成であれば良い。
図16は、本発明の実施例3に係るプロジェクションシステムの側面構成を示す。本実
施例のプロジェクションシステムは、床面73の一部を被照射面S2とすることを特徴と
する。上記実施例と重複する説明は省略する。第1プロジェクタ71及び第2プロジェク
タ72は、床面73上に取り付けられる。第1プロジェクタ71及び第2プロジェクタ7
2は、床面73のうち第1プロジェクタ71及び第2プロジェクタ72の間の部分へ光を
投写する。第1プロジェクタ71及び第2プロジェクタ72は、被照射面S2へ光を進行
させる領域を互いに対向させて配置されている。
第1プロジェクタ71及び第2プロジェクタ72のいずれも、被照射面S2へ入射させ
る光を、被照射面S2へ沿う方向へ進行させる。第1プロジェクタ71及び第2プロジェ
クタ72は、光を進行させる方向が異なる他は、上記の第1プロジェクタ11、第2プロ
ジェクタ12と同様の構成を有する。
本実施例のプロジェクションシステムは、被照射面S2上に人を立たせることが可能で
ある。第1プロジェクタ71及び第2プロジェクタ72は、被照射面S2上に立った人の
目に光が入ることが無い程度、被照射面S2に沿うように寝かせた光を進行させる。被照
射面S2に立つ人は、被照射面S2に接触することにより必ず光を遮ることとなる。一台
のプロジェクタを使用する場合、被照射面S2上に人を立たせることにより、被照射面S
2上には必ず影ができる。第1プロジェクタ71及び第2プロジェクタ72を使用するこ
とにより、被照射面S2上に人を立たせても、被照射面S2上に影ができる場面を少なく
できる。本実施例のプロジェクションシステムは、被照射面S2に人や物体を立たせるこ
とによる画像表示への影響を軽減させることができる。
本実施例のプロジェクションシステムは、床面73の一部を被照射面S2とするものに
限られない。プロジェクションシステムは、床面73に略平行な被照射面S2へ光を投写
するものであれば良い。プロジェクションシステムは、例えば、台、机、テーブル等の上
面を被照射面S2とするものであっても良い。この場合も、上面に人の体の一部や物体を
置くことによる画像表示への影響を軽減させることができる。本実施例のプロジェクショ
ンシステムは、天井面に配置し、天井面の一部を被照射面とするものであっても良い。
図17及び図18は、本発明のプロジェクションシステムの応用例を説明するものであ
る。プロジェクションシステムを構成するプロジェクタは、超広角化させたうちの一部の
角度範囲について光を投写するシフト光学系を採用することにより、光の進行方向を揃え
ることが可能である。本発明のプロジェクションシステムは、被照射面に形成された複数
の凸部を備えるスクリーン75と組み合わせることとしても良い。
凸部は、第1面76及び第2面77により構成されている。凸部は、三角形状の断面構
成を有する。第1面76は、第1プロジェクタ(不図示)からの光L1が垂直に近い角度
で入射する傾きで形成されている。第2面77は、第2プロジェクタ(不図示)からの光
L2が垂直に近い角度で入射する傾きで形成されている。スクリーン75により光L1及
び光L2の視野角を制御可能であることを利用して、図17に示す第1の応用例のように
、観察者の右目と左目とで異なる画像を認識させることが可能となる。観察者の右目と左
目とで異なる画像を認識させることにより、立体表示を行うことが可能となる。また、図
18に示す第2の応用例のように、第1面76に対向する位置と第2面77に対向する位
置とで、異なる画像を認識させることも可能となる。このように、本発明のプロジェクシ
ョンシステムを使用して、効果的な演出を可能にできる。
以上のように、本発明に係るプロジェクションシステムは、特に、プレゼンテーション
に用いる場合に適している。
本発明の実施例1に係るプロジェクションシステムの正面構成を示す図。 図1に示すプロジェクションシステムの側面構成を示す図。 第1プロジェクタの概略構成を示す図。 光学エンジン及び投写レンズの構成を示す図。 第1プロジェクタの光学系を模式的に表した図。 第2プロジェクタの概略構成を示す図。 プロジェクションシステムをプレゼンテーションに使用する場合の図。 一台のプロジェクタのみにより光を投写する場合の図。 第1プロジェクタ及び第2プロジェクタにより光を投写する場合の図。 実施例1の変形例に係るプロジェクションシステムの正面構成を示す図。 本発明の実施例2に係るプロジェクションシステムの正面構成を示す図。 実施例2の変形例に係るプロジェクションシステムの正面構成を示す図。 第2プロジェクタからの光を用いて生じ得る不具合について説明する図。 実施例2の望ましい態様について説明する図。 第1プロジェクタに検出用カメラを設ける場合の構成例を示す図。 本発明の実施例3に係るプロジェクションシステムの側面構成を示す図。 本発明のプロジェクションシステムの第1の応用例を説明する図。 本発明のプロジェクションシステムの第2の応用例を説明する図。
符号の説明
11…第1プロジェクタ、12…第2プロジェクタ、13…スクリーン、14…壁面、
AX1,AX2…光軸、S1…被照射面、21…光学エンジン、22…投写レンズ、23
…非球面ミラー、24…射出部、25…筐体、31…超高圧水銀ランプ、32…第1イン
テグレータレンズ、33…第2インテグレータレンズ、34…偏光変換素子、35…重畳
レンズ、36…第1ダイクロイックミラー、37…反射ミラー、38R…R光用フィール
ドレンズ、38G…G光用フィールドレンズ、38B…B光用フィールドレンズ、39R
…R光用空間光変調装置、39G…G光用空間光変調装置、39B…B光用空間光変調装
置、40…クロスダイクロイックプリズム、41…第2ダイクロイックミラー、42,4
4…リレーレンズ、43,45…反射ミラー、46…第1ダイクロイック膜、47…第2
ダイクロイック膜、N…法線、48…プロジェクタ、49…影、51…第1プロジェクタ
、52…第2プロジェクタ、55…検出用カメラ、56…第1検出用カメラ、57…第2
検出用カメラ、58,59…境界領域、60…偏光分離素子、61…偏光選択膜、62…
集光レンズ、63…検出用カメラ、71…第1プロジェクタ、72…第2プロジェクタ、
73…床面、S2…被照射面、75…スクリーン、76…第1面、77…第2面。

Claims (13)

  1. 画像信号に応じた光を被照射面へ投写する第1プロジェクタ及び第2プロジェクタを有
    し、
    前記第1プロジェクタ及び前記第2プロジェクタは、前記被照射面へ入射させる光を、
    前記被照射面に沿う方向へ進行させ、
    前記第1プロジェクタから投写した画像の一部と、前記第2プロジェクタから投写した
    画像の一部とを前記被照射面において重畳させることを特徴とするプロジェクションシス
    テム。
  2. 前記第1プロジェクタ及び前記第2プロジェクタは、前記被照射面の外縁部の近傍に配
    置されることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクションシステム。
  3. 前記第1プロジェクタ及び前記第2プロジェクタは、略同じ大きさの照射領域へ光を入
    射可能であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のプロジェクションシステム
  4. 前記第1プロジェクタから投写した画像と、前記第2プロジェクタから投写した画像と
    は前記被照射面において互いに重畳することを特徴とする請求項3に記載のプロジェクシ
    ョンシステム。
  5. 前記第1プロジェクタ及び前記第2プロジェクタは、投写光学系の光軸が互いに略平行
    になるように配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の
    プロジェクションシステム。
  6. 前記第1プロジェクタ及び前記第2プロジェクタは、前記被照射面へ光を進行させる領
    域を介して互いに対向させて配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれ
    か一項に記載のプロジェクションシステム。
  7. 前記被照射面へ入射した前記第1プロジェクタからの光を検出する検出部を有し、
    前記第2プロジェクタは、前記検出部による検出結果に基づいて光を投写することを特
    徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のプロジェクションシステム。
  8. 複数の前記検出部を有することを特徴とする請求項7に記載のプロジェクションシステ
    ム。
  9. 前記第2プロジェクタは、前記被照射面のうち前記第1プロジェクタからの光が遮られ
    た領域へ光を投写することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のプロジェクション
    システム。
  10. 前記検出部は、前記第1プロジェクタ及び前記第2プロジェクタの少なくとも一方に設
    けられることを特徴とする請求項7乃至請求項9のいずれか一項に記載のプロジェクショ
    ンシステム。
  11. 前記被照射面が壁面に略平行であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれ
    か一項に記載のプロジェクションシステム。
  12. 前記被照射面が床面に略平行であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれ
    か一項に記載のプロジェクションシステム。
  13. 画像信号に応じた光を被照射面へ投写するプロジェクタであって、
    前記被照射面へ入射させる光を、前記被照射面に沿う方向へ進行させ、
    当該プロジェクタから投写した画像の一部と、他のプロジェクタから投写した画像の一
    部とを前記被照射面において重畳させることを特徴とするプロジェクタ。
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