JP2009258701A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

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健 増谷
Takashi Ikeda
貴司 池田
Kiyoko Tsuji
企世子 辻
Tsunehiro Okuda
倫弘 奥田
So Suzuki
創 鈴木
博明 ▲吉▼田
Hiroaki Yoshida
Ippei Ohashi
一平 大橋
Takehiko Takimoto
武彦 滝本
Takahide Kogo
恭英 向後
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Abstract

【課題】 投写型映像表示装置と投写面との距離の短縮を図った投写型映像表示装置を用いて、容易に映像の表示/非表示を切り替えることを可能とする投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】 投写型映像表示装置100は、映像光生成部200と、投写光学系300と、スクリーン220とを有する。投写光学系300は、反射ミラー320を有する。スクリーン220は、反射ミラー320で反射された映像光を拡散するか、反射ミラー320で反射された映像光を透過するかを切り替え可能に構成されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、投写面上に映像光を投写する投写光学系を有する投写型映像表示装置に関する。
従来、光源が発する光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面(スクリーン)上に投写する投写レンズとを有する投写型映像表示装置が知られている。
ここで、スクリーン上に映像を大きく表示するためには、投写レンズとスクリーンとの距離を長くとる必要がある。これに対して、投写レンズから出射される光をスクリーン側に反射する反射ミラーを利用して、投写型映像表示装置とスクリーンとの距離の短縮を図った投写型表示システムが提案されている(例えば、特許文献1)。
ここで、投写型映像表示装置とスクリーンとの距離の短縮を図ると、投写型映像表示装置がスクリーンに近くなり、投写型映像表示装置がユーザの視野に入ることになるため、スクリーンの上下又は横から斜め投写を行う必要がある。例えば、上述した投写型表示システムでは、光変調素子と投写光学系との位置関係を上下方向にシフトするとともに、反射ミラーとして凹面ミラーを用いることにより、投写距離の短縮と斜め投写を行っている。
特開2006−235516号公報(請求項1、図1など)
ところで、投写距離の短縮を図った投写型映像表示装置の設置方法としては、狭いスペースでも投写することが可能であるため、投写型映像表示装置を壁面などに設置する方法、投写型映像表示装置を天井や床面に設置する方法など、新しい設置方法が考えられる。一方で、投写面に設けられるスクリーンについては、あまり考慮されていない。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、投写型映像表示装置と投写面との距離の短縮を図った投写型映像表示装置を用いて、容易に映像の表示/非表示を切り替えることを可能とする投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
第1の特徴に係る投写型映像表示装置は、映像光を生成する映像光生成部(映像光生成部200)と、前記映像光を投写面(投写面210)上に投写する投写光学系(投写光学系300)とを備える。前記投写光学系は、前記映像光生成部から出射された前記映像光を反射する反射ミラー(反射ミラー320)を有する。投写型映像表示装置は、前記投写面に設けられたスクリーン(スクリーン220)を備える。前記スクリーンは、前記反射ミラーで反射された前記映像光を拡散するか、又は、前記反射ミラーで反射された前記映像光を透過するかを切り替え可能に構成されている。
かかる特徴によれば、スクリーンは、反射ミラーで反射された映像光によって映像を構成するか否かを切り替え可能に構成されている。従って、映像の表示/非表示を容易に切り替えることができる。
第1の特徴において、前記スクリーンは、分散型液晶によって構成されたスクリーンである。前記分散型液晶は、前記分散型液晶に印加される電圧に応じて、前記反射ミラーで反射された前記映像光の拡散率を調整する。
第1の特徴において、前記スクリーンは、前記映像光によって映像を構成する領域である映像構成領域(映像構成領域220a)と、前記映像光によって映像を構成しない領域である非映像構成領域(非映像構成領域220b)とを有する。前記スクリーンは、前記投写面上をスライド可能に構成されている。前記非映像構成領域は、光透過性部材によって構成されており、前記スクリーンのスライド方向において前記映像構成領域に隣接している。
第1の特徴において、投写型映像表示装置は、前記反射ミラーで反射された前記映像光の光路上に設けられた防護カバー(防護カバー400)をさらに備える。前記防護カバーは、前記映像光を透過する透過領域(透過領域410)を有する。前記反射ミラーは、前記反射ミラーと前記投写面との間において、前記映像光生成部から出射された前記映像光を集光する。前記透過領域は、前記反射ミラーによって前記映像光が集光される位置近傍に配置される。
第1の特徴において、前記防護カバーは、前記反射ミラー側から前記投写面側に連通する開口を有する。前記透過領域は、前記開口である。
第1の特徴において、前記防護カバーの少なくとも一部は、光透過性部材によって構成されている。前記透過領域は、前記光透過性部材によって構成される。
第1の特徴において、前記スクリーンは、第1スクリーン及び第2スクリーンを含む。前記第1スクリーン及び前記第2スクリーンのそれぞれは、前記反射ミラーで反射された前記映像光を拡散するか、又は、前記反射ミラーで反射された前記映像光を透過するかを切り替え可能に構成されている。
第1の特徴において、前記スクリーンは、複数の領域によって構成される。前記スクリーンは、前記反射ミラーで反射された前記映像光を拡散するか、又は、前記反射ミラーで反射された前記映像光を透過するかを前記複数の領域毎に切り替え可能に構成されている。
本発明によれば、投写型映像表示装置と投写面との距離の短縮を図った投写型映像表示装置を用いて、容易に映像の表示/非表示を切り替えることを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。
第1実施形態に係る投写型映像表示装置100を示す図である。 第1実施形態に係る映像光生成部200の構成を示す図である。 第1実施形態に係るスクリーン220の構成を示す図である。 第1実施形態に係るスクリーン220の構成を示す図である。 第1実施形態に係る表示例について示す図である。 第1実施形態に係る表示例について示す図である。 第1実施形態に係る表示例について示す図である。 第1実施形態に係る表示例について示す図である。 第2実施形態に係るスクリーン220の構成を示す図である。 第2実施形態に係るスクリーン220のスライドを示す図である。 第2実施形態に係るスクリーン220のスライドを示す図である。 第3実施形態に係る投写型映像表示装置100の適用例について示す図である。 第3実施形態に係る投写型映像表示装置100の適用例について示す図である。 第4実施形態に係るスクリーン500を示す図である。 第4実施形態に係るスクリーン500を示す図である。 第4実施形態に係るスクリーン500を示す図である。 第4実施形態に係るスクリーン500を示す図である。 第4実施形態に係るスクリーン500を示す図である。 第4実施形態に係る表示例について示す図である。 第4実施形態に係る表示例について示す図である。 第4実施形態に係る表示例について示す図である。 第4実施形態に係る表示例について示す図である。 第4実施形態に係る表示例について示す図である。 第4実施形態に係る表示例について示す図である。 第5実施形態に係るスクリーン600を示す図である。 第6実施形態に係るスクリーン600を示す図である。 第6実施形態に係る表示例について示す図である。 第6実施形態に係る表示例について示す図である。 第6実施形態に係る表示例について示す図である。 第6実施形態に係る表示例について示す図である。 第6実施形態に係る表示例について示す図である。
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[第1実施形態]
(投写型映像表示装置の構成)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100の構成を示す図である。
図1に示すように、投写型映像表示装置100は、映像光生成部200と、投写光学系300と、防護カバー400と、スクリーン220とを有する。
映像光生成部200は、映像光を生成する。具体的には、映像光生成部200は、映像光を出射する表示素子40を少なくとも有する。表示素子40は、投写光学系300の光軸Lに対してシフトした位置に設けられている。表示素子40は、例えば、反射型液晶パネル、透過型液晶パネル、DMD(Digital Micromirror Device)などである。なお、映像光生成部200の詳細については後述する(図2を参照)。
投写光学系300は、映像光生成部200から出射された映像光を投写する。ここで、投写光学系300は、投写面210(スクリーン220)上に映像光を投写する。具体的には、投写光学系300は、投写レンズ310と、反射ミラー320とを有する。
投写レンズ310は、映像光生成部200から出射された映像光を反射ミラー320側に出射する。
反射ミラー320は、投写レンズ310から出射された映像光を反射する。反射ミラー320は、映像光を集光した上で、映像光を広角化する。例えば、反射ミラー320は、映像光生成部200側に凹面を有する非球面ミラーである。
防護カバー400は、反射ミラー320を保護するカバーである。防護カバー400は、少なくとも、反射ミラー320で反射された映像光の光路上に設けられている。防護カバー400は、映像光を透過する透過領域410を有する。すなわち、透過領域410は、反射ミラー320で反射された映像光をスクリーン220側に透過する。
このように、投写光学系300は、透過領域410を透過した映像光を投写面210に設けられたスクリーン220上に投写する。
スクリーン220は、映像光が投写される投写面210上に設けられる。スクリーン220は、反射ミラー320で反射された映像光を拡散するか、反射ミラー320で反射された映像光を透過するかを切り替え可能に構成されている。言い換えると、スクリーン220は、反射ミラー320で反射された映像光によって映像を構成するか否かを切り替え可能に構成されている。スクリーン220は、例えば、分散型液晶によって構成されたスクリーンである。分散型液晶は、後述するように、分散型液晶に印加される電圧に応じて、反射ミラー320で反射された映像光の拡散率を調整する(図3及び図4を参照)。
なお、スクリーン220は、透明であることが好ましい。また、スクリーン220は、反射型スクリーンであってもよく、透過型スクリーンであってもよい。
(映像光生成部の構成)
以下において、第1実施形態に係る映像光生成部の構成について、図面を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係る映像光生成部200を主として示す図である。映像光生成部200は、図2に示した構成に加えて、電源回路(不図示)、映像信号処理回路(不図示)などを有する。ここでは、表示素子40が透過型液晶パネルであるケースについて例示する。
映像光生成部200は、光源10と、フライアイレンズユニット20と、PBSアレイ30と、複数の液晶パネル40(液晶パネル40R、液晶パネル40G、液晶パネル40B)と、クロスダイクロイックプリズム50とを有する。
光源10は、バーナ及びリフレクタによって構成されるUHPランプなどである。光源10が発する光は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を含む。
フライアイレンズユニット20は、光源10が発する光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット20は、フライアイレンズ20a及びフライアイレンズ20bによって構成される。
フライアイレンズ20a及びフライアイレンズ20bは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源10が発する光が液晶パネル40の全面に照射されるように、光源10が発する光を集光する。
PBSアレイ30は、フライアイレンズユニット20から出射された光の偏光状態を揃える。第1実施形態では、PBSアレイ30は、フライアイレンズユニット20から出射された光をP偏光に揃える。
液晶パネル40Rは、赤成分光の偏光方向を回転させることによって赤成分光を変調する。液晶パネル40Rの光入射面側には、一の偏光方向(例えば、P偏光)を有する光を透過して、他の偏光方向(例えば、S偏光)を有する光を遮光する入射側偏光板41Rが設けられている。液晶パネル40Rの光出射面側には、一の偏光方向(例えば、P偏光)を有する光を遮光して、他の偏光方向(例えば、S偏光)を有する光を透過する出射側偏光板42Rが設けられている。
同様に、液晶パネル40G及び液晶パネル40Bは、それぞれ、緑成分光及び青成分光の偏光方向を回転させることによって緑成分光及び青成分光を変調する。液晶パネル40Gの光入射面側には、入射側偏光板41Gが設けられており、液晶パネル40Gの光出射面側には、出射側偏光板42Gが設けられている。液晶パネル40Bの光入射面側には、入射側偏光板41Bが設けられており、液晶パネル40Bの光出射面側には、出射側偏光板42Bが設けられている。
クロスダイクロイックプリズム50は、液晶パネル40R、液晶パネル40G及び液晶パネル40Bから出射された光を合成する。クロスダイクロイックプリズム50は、投写レンズ310側に合成光を出射する。
また、映像光生成部200は、ミラー群(ダイクロイックミラー111、ダイクロイックミラー112、反射ミラー121〜反射ミラー123)と、レンズ群(コンデンサレンズ131、コンデンサレンズ140R、コンデンサレンズ140G、コンデンサレンズ140B、リレーレンズ151〜リレーレンズ152)とを有する。
ダイクロイックミラー111は、PBSアレイ30から出射された光のうち、赤成分光及び緑成分光を透過する。ダイクロイックミラー111は、PBSアレイ30から出射された光のうち、青成分光を反射する。
ダイクロイックミラー112は、ダイクロイックミラー111を透過した光のうち、赤成分光を透過する。ダイクロイックミラー112は、ダイクロイックミラー111を透過した光のうち、緑成分光を反射する。
反射ミラー121は、青成分光を反射して青成分光を液晶パネル40B側に導く。反射ミラー122及び反射ミラー123は、赤成分光を反射して赤成分光を液晶パネル40R側に導く。
コンデンサレンズ131は、光源10が発する白色光を集光するレンズである。
コンデンサレンズ140Rは、液晶パネル40Rに赤成分光が照射されるように、赤成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ140Gは、液晶パネル40Gに緑成分光が照射されるように、緑成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ140Bは、液晶パネル40Bに青成分光が照射されるように、青成分光を略平行光化する。
リレーレンズ151〜リレーレンズ152は、赤成分光の拡大を抑制しながら、液晶パネル40R上に赤成分光を略結像する。
(分散型液晶の構成)
以下において、第1実施形態に係るスクリーン220を構成する分散型液晶について、図面を参照しながら説明する。図3及び図4は、第1実施形態に係るスクリーン220を構成する分散型液晶を示す図である。ここでは、スクリーン220が透過型スクリーンであるケースについて例示する。
図3及び図4に示すように、スクリーン220を構成する分散型液晶は、透明導電膜221(透明導電膜221a及び透明導電膜221b)と、複数の液晶素子222aを有する液晶カプセル222と、ポリマー223とを有する。
透明導電膜221は、導電性を有する透明な膜である。透明導電膜221としては、例えば、ITOを用いることができる。
液晶カプセル222は、複数の液晶素子222aによって構成される。液晶素子222aとしては、例えば、ネマチック液晶やコレステリック液晶を用いることができる。液晶カプセル222は、ポリマー223内に分散している。
ポリマー223は、高分子によって構成される。高分子としては、例えば、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)を用いることができる。ポリマー223は、透明導電膜221aと透明導電膜221bとの間に充填されている。
ここで、図3に示すように、透明導電膜221に電圧が印加されている場合には、液晶カプセル222に含まれる液晶素子222aの配向方向は揃っている。従って、スクリーン220に照射される光が分散型液晶を透過する。すなわち、スクリーン220は、反射ミラー320で反射された映像光によって映像を構成しない。
一方で、図4に示すように、透明導電膜221に電圧が印加されていない場合には、液晶カプセル222に含まれる液晶素子222aの配向方向は無秩序である。従って、スクリーン220に照射される光が拡散する。すなわち、スクリーン220は、反射ミラー320で反射された映像光によって映像を構成する。
なお、透明導電膜221に印加される電圧に応じて、分散型液晶が映像光を拡散する割合(透過拡散率)を調整可能であることが好ましい。また、スクリーン220が反射型スクリーンであるケースにおいても、透明導電膜221に印加される電圧に応じて、分散型液晶が映像光を拡散する割合(反射拡散率)を調整可能であることが好ましい。
ここで、省エネルギーなどの観点から、スクリーン220は、電圧が印可されていない場合に、映像光を拡散する状態に構成されることが好ましい。これによって、投写型映像表示装置100の電源が投入されていない場合に、スクリーン220に電圧を印可する必要がなく、スクリーン220の背面側に設けられた物などがデフォルトで見えなくなる。
また、省エネルギーなどの観点から、スクリーン220が映像光を透過する状態に制御される場合には、投写型映像表示装置100の電源を切ることが好ましい。スクリーン220が映像光を透過する状態に制御される場合には、投写型映像表示装置100から映像光が必要ないため、投写型映像表示装置100の電源を切ることによって、省エネルギー化が図られる。
(映像の表示例)
以下において、第1実施形態に係る映像の表示例について、図面を参照しながら説明する。図5〜図8は、第1実施形態に係る映像の表示例を示す図である。以下においては、スクリーン220が透明であるケースについて例示する。
最初に、スクリーン220が壁面に設けられるケースについて、図5及び図6を参照しながら説明する。図5及び図6では、スクリーン220が反射型スクリーンであるケースについて例示する。
図5に示すように、投写型映像表示装置100は、床に埋め込まれており、スクリーン220は、透明な壁面(投写面210)に設けられている。一方で、図6に示すように、投写型映像表示装置100は、天井に埋め込まれており、スクリーン220は、透明な壁面(投写面210)に設けられている。これらのケースでは、投写型映像表示装置100は、透明な壁面(投写面210)に設けられたスクリーン220上に映像光を投写する。
上述したように、スクリーン220に電圧が印加されていない場合には、投写型映像表示装置100から出射される映像光によってスクリーン220上に映像が構成される。従って、ユーザは、スクリーン220上に構成される映像を見ることができる。
一方で、スクリーン220に電圧が印加されている場合には、投写型映像表示装置100から出射される映像光によってスクリーン220上に映像が構成されない。ここで、スクリーン220に電圧が印加されている場合には、投写型映像表示装置100は、黒表示を行うことが好ましい。すなわち、投写型映像表示装置100から映像光が出射されない。上述したように、スクリーン220が透明であるため、ユーザは、ユーザにとってスクリーン220の反対側の光景を見ることができる。
なお、“黒表示”では、例えば、表示素子40の光入射側又は光出射側に設けられた偏光板が光源10から出射された光を遮光する。すなわち、光源10が非点灯状態に遷移する必要がないことに留意すべきである。なお、“黒表示”では、光源10が非点灯状態に遷移してもよい。
図5及び図6に示すケースとしては、ショーウィンドウにスクリーン220を設けることが考えられる。これによって、ユーザに見せる対象として、ショウウィンドウの中身と映像とを切り替えることができる。また、窓にスクリーン220を設けることが考えられる。これによって、ユーザに見せる対象として、窓の外の光景と映像とを切り替えることができる。
次に、スクリーン220が床面に設けられるケースについて、図7及び図8を参照しながら説明する。図7では、スクリーン220が反射型スクリーンであるケースについて例示する。図8では、スクリーン220が透過型スクリーンであるケースについて例示する。
図7に示すように、投写型映像表示装置100は、壁に埋め込まれており、スクリーン220は、床面(投写面210)に設けられている。一方で、図8に示すように、投写型映像表示装置100は、床下に埋め込まれており、スクリーン220は、床面(投写面210)に設けられている。これらのケースでは、投写型映像表示装置100は、床面(投写面210)に設けられたスクリーン220上に映像光を投写する。
上述したように、スクリーン220に電圧が印加されていない場合には、投写型映像表示装置100から出射される映像光によってスクリーン220上に映像が構成される。従って、ユーザは、スクリーン220上に構成される映像を見ることができる。
一方で、スクリーン220に電圧が印加されている場合には、投写型映像表示装置100から出射される映像光によってスクリーン220上に映像が構成されない。ここで、スクリーン220に電圧が印加されている場合には、投写型映像表示装置100は、黒表示を行うことが好ましい。すなわち、投写型映像表示装置100から映像光が出射されない。上述したように、スクリーン220が透明であるため、ユーザは、ユーザにとってスクリーン220の反対側の光景を見ることができる。
図7及び図8に示すケースとしては、装飾物や鑑賞物などを床下に設けることが考えられる。これによって、ユーザに見せる対象として、床下に設けられた装飾物や鑑賞物などと映像とを切り替えることができる。ここで、スクリーン220が床面に設けられているため、スクリーン220上に強化ガラスを設けることが好ましい。すなわち、強化ガラスによってスクリーン220を保護することが好ましい。
なお、図8に示すケースにおいて、スクリーン220に電圧が印加されている場合であっても、投写型映像表示装置100が斜め投写を行うため、投写型映像表示装置100がユーザの視界に入りにくいことに留意すべきである。
(作用及び効果)
第1実施形態では、防護カバー400は、反射ミラー320で反射された映像光の光路上に設けられている。従って、ユーザが反射ミラー320に接触して反射ミラー320の角度などが変わることを抑制することができる。また、防護カバー400は、反射ミラー320で反射された映像光を透過する透過領域410を有する。従って、投写面210に設けられたスクリーン220上に照射される映像光が防護カバー400によって妨げられることがない。このように、投写型映像表示装置100とスクリーン220との距離の短縮を図るために設けられた反射ミラー320の配置精度を良好に保つことができる。
第1実施形態では、スクリーン220は、反射ミラー320で反射された映像光によって映像を構成するか否かを切り替え可能に構成されている。従って、映像の表示/非表示を容易に切り替えることができる。
また、反射ミラー320で反射された映像光がスクリーン220に照射されない場合に、スクリーン220が透明である場合には、ユーザに見せる対象として、ユーザにとってスクリーン220の反対側の光景と映像とを切り替えることができる。
[第2実施形態]
以下において、第2実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態と第2実施形態との相違点について主として説明する。
第1実施形態では、スクリーン220が分散型液晶によって構成される。これに対して、第2実施形態では、スクリーン220は、映像構成領域と非映像構成領域とを有しており、投写面210上をスライド可能に構成されている。
(スクリーンの構成)
以下において、第2実施形態に係るスクリーンの構成について、図面を参照しながら説明する。図9は、第2実施形態に係るスクリーン220を示す図である。図9に示すように、スクリーン220は、映像構成領域220aと非映像構成領域220bとを有する。
映像構成領域220aは、反射ミラー320で反射された映像光によって映像を構成する領域である。映像構成領域220aは、反射型スクリーンや透過型スクリーンと同様の構成を有する。
非映像構成領域220bは、反射ミラー320で反射された映像光によって映像を構成しない領域である。非映像構成領域220bは、スクリーン220のスライド方向において映像構成領域220aに隣接している。非映像構成領域220bは、光透過性部材によって構成される。
なお、非映像構成領域220bは、映像構成領域220aと略同様の形状及び大きさを有することが好ましい。
(スクリーンのスライド)
以下において、第2実施形態に係るスクリーンのスライドについて、図面を参照しながら説明する。図10及び図11は、第2実施形態に係るスクリーン220のスライドを示す図である。
図10及び図11に示すように、スクリーン220は、巻取り機構230(巻取り機構230a及び巻取り機構230b)に取付けられる。
巻取り機構230a及び巻取り機構230bは、スクリーン220を巻き取る機構を有する。同様に、巻取り機構230a及び巻取り機構230bは、スクリーン220を送り出す機構を有する。例えば、巻取り機構230a及び巻取り機構230bは、それぞれ、回転軸231a及び回転軸231bを中心に回動可能に構成されている。
図10に示すように、投写面210として映像構成領域220aを用いる場合には、非映像構成領域220bは、巻取り機構230b側に巻き取られる。一方で、図11に示すように、投写面210として非映像構成領域220bを用いる場合には、映像構成領域220aは、巻取り機構230a側に巻き取られる。
このように、スクリーン220は、巻取り機構230によって投写面210上をスライド可能に構成されている。
なお、スクリーン220のスライド方法は、スクリーン220の巻取りに限定されるものではないことは勿論である。
(作用及び効果)
第2実施形態では、スクリーン220は、投写面210上をスライド可能に構成されている。従って、分散型液晶によって構成されるスクリーンを用いなくても、投写型映像表示装置100から出射された映像光によって映像を構成するか否かを切り替える構成を簡易かつ低コストで実現することができる。
[第3実施形態]
以下において、第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。第3実施形態では、上述した投写型映像表示装置100の適用例について説明する。
最初に、スクリーン220が店舗の窓ガラスに設けられているケースについて、図12を参照しながら説明する。図12(a)は、昼間の店舗を示す図であり、図12(b)は、夜間の店舗を示す図である。
図12(a)に示すように、昼間において、スクリーン220上に映像を構成せずに、店舗内の様子が店舗外から見えるようにする。又は、調理実演などのパフォーマンスが行われている場合に、スクリーン220上に映像を構成せずに、店舗外からパフォーマンスが見えるようにする。
一方で、図12(b)に示すように、夜間において、スクリーン220上に映像(例えば、広告映像)を構成して、スクリーン220上に表示された映像が店舗外から見えるようにする。又は、閉店後において、スクリーン220上に映像(例えば、広告映像)を構成して、スクリーン220上に表示された映像が店舗外から見えるようにする。
続いて、スクリーン220が店舗のショーウィンドウに設けられているケースについて、図13を参照しながら説明する。図13(a)及び図13(c)は、ショーウィンドウ内に商品が陳列された状態を示す図であり、図13(b)は、ショーウィンドウ内において商品のレイアウト変更が行われている状態を示す図である。
図13(a)及び図13(c)に示すように、ショーウィンドウ内に商品が陳列されている状態、すなわち、商品のレイアウト変更が行われていない状態では、スクリーン220上に映像を構成せずに、ショーウィンドウ内に陳列された商品が店舗外から見えるようにする。
一方で、図13(b)に示すように、ショーウィンドウ内において商品のレイアウト変更が行われている状態では、スクリーン220上に映像(例えば、広告映像)を構成して、スクリーン220上に表示された映像が店舗外から見えるようにする。
[第4実施形態]
以下において、第4実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、第4実施形態では、スクリーンは、第1スクリーン及び第2スクリーンを含み、第1スクリーン及び第2スクリーンのそれぞれは、映像光を拡散するか、又は、映像光を透過するかを切り替え可能に構成されている。
(スクリーンの構成)
以下において、第4実施形態に係るスクリーンの構成について、図面を参照しながら説明する。図14〜図16は、第4実施形態に係るスクリーン500を示す図である。
図14〜図16に示すように、スクリーン500は、第1スクリーン510及び第2スクリーン520を含む。第1スクリーン510及び第2スクリーン520は重なって配置される。
第1スクリーン510及び第2スクリーン520のそれぞれは、スクリーン220と同様の構成を有する。例えば、第1スクリーン510及び第2スクリーン520のそれぞれは、分散型液晶などによって構成される。
具体的には、第1スクリーン510及び第2スクリーン520のそれぞれは、反射ミラー320で反射された映像光を拡散するか、又は、反射ミラー320で反射された映像光を透過するかを切り替え可能に構成されている。
図14に示すように、第1スクリーン510及び第2スクリーン520の双方に電圧が印可される場合には、第1スクリーン510及び第2スクリーン520は、反射ミラー320で反射された映像光を透過する。従って、第1スクリーン510及び第2スクリーン520は透明であり、スクリーン500上に映像が構成されない。
図15に示すように、第1スクリーン510及び第2スクリーン520のいずれにも電圧が印可されない場合には、第1スクリーン510及び第2スクリーン520は、反射ミラー320で反射された映像光を拡散する。すなわち、反射ミラー320で反射された映像光は、2回拡散される。なお、スクリーン500上には映像が構成される。
図16に示すように、第1スクリーン510及び第2スクリーン520の一方(ここでは、第1スクリーン510)のみに電圧が印可される場合には、第1スクリーン510及び第2スクリーン520の一方(ここでは、第1スクリーン510)は、反射ミラー320で反射された映像光を透過し、第1スクリーン510及び第2スクリーン520の他方(ここでは、第2スクリーン520)は、反射ミラー320で反射された映像光を拡散する。すなわち、反射ミラー320で反射された映像光は、1回拡散される。なお、スクリーン500上には映像が構成される。
ここで、図17に示すように、第1スクリーン510及び第2スクリーン520のいずれにも電圧が印可されない場合には、投写型映像表示装置100から出射された映像光の拡散回数が2回であるため、映像光の指向性が低い。従って、スクリーン500上に投写される映像の輝度が低いが、スクリーン500上に投写される映像の視野角が広い。
一方で、図18に示すように、第1スクリーン510及び第2スクリーン520の一方のみに電圧が印可される場合には、投写型映像表示装置100から出射された映像光の拡散回数が1回であるため、映像光の指向性が高い。従って、スクリーン500上に投写される映像の視野角が狭いが、スクリーン500上に投写される映像の輝度が高い。
このように、第1スクリーン510及び第2スクリーン520に印可する電圧を制御することによって、視野角優先(図17を参照)と輝度優先(図18を参照)とを切り替えることができる。
(映像の表示例)
以下において、第4実施形態に係る映像の表示例について、図面を参照しながら説明する。図19〜図24は、第4実施形態に係る映像の表示例を示す図である。
第1に、投写型映像表示装置100が床下に埋め込まれており、スクリーン500が床面に設けられているケースについて、図19〜図21を参照しながら説明する。
図19に示すように、スクリーン500の遠くにユーザが位置する場合には、第1スクリーン510及び第2スクリーン520の一方のみに電圧が印可される。従って、映像光の指向性が高く、スクリーン500の遠くに位置するユーザに映像を見せることができる。なお、スクリーン500の遠くにユーザが位置するが、スクリーン500上に投写される映像の輝度が高いため、ユーザに映像を見せることができる。
図20に示すように、スクリーン500の近くにユーザが位置する場合には、第1スクリーン510及び第2スクリーン520のいずれにも電圧が印可されない。従って、映像光の指向性が低いため、スクリーン500の近くに位置するユーザに映像を見せることができる。なお、スクリーン500上に投写される映像の輝度が低いが、スクリーン500の近くにユーザが位置するため、ユーザに映像を見せることができる。
図21に示すように、スクリーン500上にユーザが位置する場合には、第1スクリーン510及び第2スクリーン520の双方に電圧が印可される。従って、スクリーン500が急に透明になり、ユーザを驚かせる演出を行うことができる。また、スクリーン500の下に配置された物をユーザに見せることができる。
第2に、投写型映像表示装置100が壁に埋め込まれており、スクリーン500が壁面に設けられているケースについて、図22〜図24を参照しながら説明する。
図22に示すように、壁面に設けられたスクリーン500を挟んで2つの投写型映像表示装置100(投写型映像表示装置100A及び投写型映像表示装置100B)が壁に埋め込まれている。ここでは、投写型映像表示装置100A及び投写型映像表示装置100Bは、同様の映像をスクリーン500上に表示する。
図23に示すように、スクリーン500の近くにユーザが位置していない場合には、第1スクリーン510及び第2スクリーン520の一方のみに電圧が印可される。なお、図23は、投写型映像表示装置100及びスクリーン500を上方から見た図である。ここで、投写型映像表示装置100Aから出射される映像光の指向性が高いため、A側に位置するユーザに映像を見せることができる。同様に、投写型映像表示装置100Bから出射される映像光の指向性が高いため、B側に位置するユーザに映像を見せることができる。
図24に示すように、スクリーン500の近くにユーザが位置している場合には、第1スクリーン510及び第2スクリーン520のいずれにも電圧が印可されない。なお、図24は、投写型映像表示装置100及びスクリーン500を上方から見た図である。ここで、投写型映像表示装置100A及び投写型映像表示装置100Bから出射される映像光の指向性が低いため、スクリーン500の近くに位置するユーザに映像を見せることができる。
なお、第4実施形態では特に触れていないが、ユーザの位置は、壁面や床面に設けられたセンサやカメラによって検出されてもよい。
(作用及び効果)
第4実施形態では、スクリーン500は、第1スクリーン510及び第2スクリーン520を含む。第1スクリーン510及び第2スクリーン520のそれぞれは、反射ミラー320で反射された映像光を透過し、又は、反射ミラー320で反射された映像光を拡散する。
従って、投写型映像表示装置100から出射される映像光の指向性を制御することができる。また、ユーザの位置に応じて、スクリーン500上に表示される映像を適切にユーザに見せることができる。
[第5実施形態]
以下において、第5実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第4実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、第5実施形態では、スクリーンは、ガラス板によって挟まれた複数の分散型液晶フィルムを有する。ガラス板及び分散型液晶フィルムは、粘着剤によって貼り合わされる。
(スクリーンの構成)
以下において、第5実施形態に係るスクリーンの構成について、図面を参照しながら説明する。図25は、第5実施形態に係るスクリーン600を示す図である。
図25に示すように、スクリーン600は、分散型液晶フィルム610と、分散型液晶フィルム620と、ガラス板630と、ガラス板640とを有する。分散型液晶フィルム610及びガラス板630は、粘着財651によって貼り合わされる。分散型液晶フィルム610及び分散型液晶フィルム620は、粘着剤652によって貼り合わされる。分散型液晶フィルム620及びガラス板640は、粘着剤653によって貼り合わされる。
分散型液晶フィルム610及び分散型液晶フィルム620のそれぞれは、反射ミラー320で反射された映像光を透過し、又は、反射ミラー320で反射された映像光を拡散する。分散型液晶フィルム610と分散型液晶フィルム620との間隔、すなわち、粘着剤652の厚みは、スクリーン600上におけ画素間隔よりも小さいことが好ましい。例えば、スクリーン600のサイズが100インチであり、スクリーン600上におけ画素間隔が500μm程度である場合に、分散型液晶フィルム610と分散型液晶フィルム620との間隔は、20μmである。
なお、分散型液晶フィルム610及び分散型液晶フィルム620は、第1スクリーン510及び第2スクリーン520と同様の構成を有するため、分散型液晶フィルム610及び分散型液晶フィルム620の詳細については省略する。
[第6実施形態]
以下において、第6実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、第6実施形態では、スクリーンは、複数の領域によって構成される。また、スクリーンは、映像光を拡散するか、又は、映像光を透過するかを複数の領域毎に切り替え可能に構成されている。
(スクリーンの構成)
以下において、第6実施形態に係るスクリーンの構成について、図面を参照しながら説明する。図26は、第6実施形態に係るスクリーン700を示す図である。
図26に示すように、スクリーン700は、複数の領域710によって構成される。各領域710には、電極720が接続されている。なお、スクリーン700は、例えば、分散型液晶によって構成される。スクリーン700は、各電極720を介して印可される電圧に応じて、映像光を拡散するか、又は、映像光を透過するかを領域710毎に切り替えるように構成される。
(映像の表示例)
以下において、第6実施形態に係る映像の表示例について、図面を参照しながら説明する。図27〜図31は、第6実施形態に係る映像の表示例を示す図である。
第1に、スクリーン700の利用法について、図27を参照しながら説明する。なお、図27では、領域710Aには、電極720Aを介して電圧が印可されており、領域710Bには、電極720Bを介して電圧が印可されていない。すなわち、領域710Aは透明であり、領域710Bには映像が表示される。
図27に示すように、スクリーン700の前面側に位置するユーザからは、領域710Aの背面側に設けられた物が領域710Aを介して見える。一方で、スクリーン700の前面側に位置するユーザからは、領域710B上に表示された映像が見える。
第2に、投写型映像表示装置100が天井に設けられており、スクリーン700が壁面810と略平行に配置されるケースについて、図28〜図30を参照しながら説明する。なお、壁面810とスクリーン700との間には、物を載置するための棚(棚821及び棚822)が設けられている。なお、スクリーン700は、ユーザ側に設けられた前面701と、壁面810側に設けられた背面702とを有する。
図28に示すように、投写型映像表示装置100がスクリーン700よりもユーザ側に設けられている場合には、投写型映像表示装置100から出射された映像光は、スクリーン700の前面701に投写される。このような場合には、投写型映像表示装置100から出射された映像光は、棚821や棚821に載置された物によって遮られない。従って、棚821の奥行きを小さくすることができる。
図29及び図30に示すように、投写型映像表示装置100がスクリーン700よりも壁面810側に設けられている場合には、投写型映像表示装置100から出射された映像光は、スクリーン700の背面702に投写される。このような場合には、投写型映像表示装置100から出射された映像光は、棚821や棚821に載置された物によって遮られる可能性がある。
従って、図29に示すように、棚821によって映像光が遮られないように、スクリーン700から棚821を壁面810側に離して配置することが好ましい。又は、図30に示すように、棚821を透明部材によって形成することが好ましい。なお、図29及び図30に示すように、棚821に載置された物によって映像光が遮られないように、棚821に載置された物をスクリーン700から壁面810側に離して配置することが好ましい。
第3に、投写型映像表示装置100が床下に埋め込まれており、スクリーン700が床面に設けられるケースについて、図31を参照しながら説明する。
図31にしめすように、ユーザが位置する領域710に映像を表示して、ユーザが位置する領域710の周囲に設けられた領域710を透明にすることによって、ユーザが宙に浮いている感覚を覚えるようなアプリケーション(例えば、アミューズメント)などに投写型映像表示装置100を適用することができる。
(位置合わせ処理)
以下において、第6実施形態に係る位置合わせ処理について説明する。具体的には、投写型映像表示装置100によって表示される映像とスクリーン700上に設けられた領域710との位置合わせについて説明する。
(1)投写型映像表示装置100は、例えば、白映像を表示する。
(2)投写型映像表示装置100によって表示される白映像の輪郭とスクリーン700の輪郭との位置合わせが手動で行われる。
(3)スクリーン700に設けられた複数の領域710のうち、いずれか1つの領域710が拡散状態に制御され、残りの領域710が透明状態に制御される。
(4)投写型映像表示装置100に設けられた撮像装置によって、拡散状態の領域710が撮像される。
(5)撮像装置によって撮像された画像によって、拡散状態の領域710の位置(座標)が特定される。
(6)スクリーン700に設けられた全領域710について、(3)〜(5)の処理を行うことによって、全領域710の位置(座標)が特定される。
このように、全領域710の位置(座標)が投写型映像表示装置100によって特定されるため、投写型映像表示装置100は、映像を表示すべき領域710(領域710B)上に、領域710(領域710B)に投写すべき映像光を投写することができる。すなわち、投写型映像表示装置100は、領域710(領域710B)上に適切な映像を表示することができる。
(作用及び効果)
第6実施形態では、スクリーン700は、複数の領域710によって構成される。スクリーン700は、映像光を拡散するか、又は、映像光を透過するかを領域710毎に切り替えるように構成される。従って、領域710の背面側に設けられた物を見せるための領域710A(透明状態)及び領域710上に表示された映像を見せるための領域710B(拡散状態)を使い分けることができる。これによって、投写型映像表示装置100の利用用途が広がる。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
上述した実施形態では特に触れていないが、防護カバー400は、反射ミラー320から投写面210側に連通する開口を有していてもよい。透過領域410は、このような開口であってもよい。
上述した実施形態では特に触れていないが、防護カバー400の少なくとも一部は、透明樹脂やガラスなどの光透過性部材によって構成されていてもよい。透過領域410は、このような光透過性部材によって構成されていてもよい。
上述した実施形態では特に触れていないが、反射ミラー320は、反射ミラー320と投写面210との間において、映像光生成部200から出射された映像光を集光する。透過領域410は、反射ミラー320によって映像光が集光される位置近傍に設けられることが好ましい。
上述した実施形態では、反射ミラー320として非球面ミラーを用いるケースについて例示したが、反射ミラー320はこれに限定されるものではない。例えば、反射ミラー320として自由曲面ミラーを用いてもよい。収差や解像度について工夫をすれば、反射ミラー320として球面ミラーを用いてもよい。
上述した実施形態では、映像光生成部200の構成として複数の表示素子40を用いるケース(3板式)について例示したが、映像光生成部200の構成はこれに限定される物ではない。映像光生成部200の構成として単数の表示素子40を用いてもよい(単板式)。
各実施形態によれば、上述したように、反射ミラー320を設けることによって、投写型映像表示装置と投写面との距離が短縮される。従って、投写型映像表示装置と投写面との間に人などが入り込んで、映像光が遮られることを抑制することができる。また、光源10としてLDを用いた場合に、レーザ光(映像光)が人に照射される可能性を低減することができる。
第5実施形態では、第1スクリーン510及び第2スクリーン520のそれぞれは、印可電圧に応じて、映像光を透過し、又は、映像光を拡散するように構成されている。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、以下に示すようなケースが考えられる。
(1)透明状態が必要ではないケースでは、第1スクリーン510及び第2スクリーン520のいずれか一方は、印可電圧によらずに映像光を拡散するように構成された拡散フィルムであってもよい。このようなケースでは、指向性が高い状態と指向性が低い状態との間で、スクリーン500の状態が切り替えられる。
(2)指向性が高い状態が必要ではないケースでは、所望の拡散度が得られない場合に、2枚のスクリーン(第1スクリーン510及び第2スクリーン520)が用いられてもよい。このようなケースでは、透明状態と指向性が低い状態との間で、スクリーン500の状態が切り替えられる。
本発明によれば、投写型映像表示装置と投写面との距離の短縮を図った投写型映像表示装置を用いて、容易に映像の表示/非表示を切り替えることを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。投写型映像表示装置は、サイネージ、アミューズメント、飲食店、高層ビルなどに用いることができる。例えば、飲食店の机にスクリーンを配置することによって、スクリーン上にメニューを表示することができる。高層ビルの高層階の床面にスクリーンを配置することによって、映像の表示(拡散状態)/映像の非表示(透明状態)の切り替えを行って、ユーザを驚かせる演出を行うことができる。
10・・・光源、20・・・フライアイレンズユニット、30・・・PBSアレイ、40・・・表示素子、41・・・入射側偏光板、42・・・出射側偏光板、50・・・クロスダイクロイックプリズム、60・・・偏光調整素子、100・・・投写型映像表示装置、111・・・ダイクロイックミラー、112・・・ダイクロイックミラー、121〜123・・・反射ミラー、131・・・コンデンサレンズ、140・・・コンデンサレンズ、151〜152・・・リレーレンズ、200・・・映像光生成部、210・・・投写面、220・・・スクリーン、220a・・・映像構成領域、220b・・・非映像構成領域、221・・・透明導電膜、222・・・液晶カプセル、223・・・ポリマー、230・・・巻取り機構、231・・・回転軸、300・・・投写光学系、310・・・投写レンズ、320・・・反射ミラー、400・・・防護カバー、410・・・透過領域、500・・・スクリーン、510・・・第1スクリーン、520・・・第2スクリーン、600・・・スクリーン、610,620・・・分散型液晶フィルム、630,640・・・ガラス板、651〜653・・・粘着剤、700・・・スクリーン、701・・・前面、702・・・背面、710・・・領域、720・・・電極

Claims (8)

  1. 映像光を生成する映像光生成部と、前記映像光を投写面上に投写する投写光学系とを備えた投写型映像表示装置であって、
    前記投写光学系は、前記映像光生成部から出射された前記映像光を反射する反射ミラーを有しており、
    前記投写面に設けられたスクリーンを備え、
    前記スクリーンは、前記反射ミラーで反射された前記映像光を拡散するか、又は、前記反射ミラーで反射された前記映像光を透過するかを切り替え可能に構成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  2. 前記スクリーンは、分散型液晶によって構成されたスクリーンであり、
    前記分散型液晶は、前記分散型液晶に印加される電圧に応じて、前記反射ミラーで反射された前記映像光の拡散率を調整することを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
  3. 前記スクリーンは、前記映像光によって映像を構成する領域である映像構成領域と、前記映像光によって映像を構成しない領域である非映像構成領域とを有しており、
    前記スクリーンは、前記投写面上をスライド可能に構成されており、
    前記非映像構成領域は、光透過性部材によって構成されており、前記スクリーンのスライド方向において前記映像構成領域に隣接していることを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
  4. 前記反射ミラーで反射された前記映像光の光路上に設けられた防護カバーをさらに備え、
    前記防護カバーは、前記映像光を透過する透過領域を有しており、
    前記反射ミラーは、前記反射ミラーと前記投写面との間において、前記映像光生成部から出射された前記映像光を集光し、
    前記透過領域は、前記反射ミラーによって前記映像光が集光される位置近傍に配置されることを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
  5. 前記防護カバーは、前記反射ミラー側から前記投写面側に連通する開口を有しており、
    前記透過領域は、前記開口であることを特徴とする請求項4に記載の投写型映像表示装置。
  6. 前記防護カバーの少なくとも一部は、光透過性部材によって構成されており、
    前記透過領域は、前記光透過性部材によって構成されることを特徴とする請求項4に記載の投写型映像表示装置。
  7. 前記スクリーンは、第1スクリーン及び第2スクリーンを含み、
    前記第1スクリーン及び前記第2スクリーンのそれぞれは、前記反射ミラーで反射された前記映像光を拡散するか、又は、前記反射ミラーで反射された前記映像光を透過するかを切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
  8. 前記スクリーンは、複数の領域によって構成されており、
    前記スクリーンは、前記反射ミラーで反射された前記映像光を拡散するか、又は、前記反射ミラーで反射された前記映像光を透過するかを前記複数の領域毎に切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
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