JP2011048038A

JP2011048038A - プロジェクタ

Info

Publication number: JP2011048038A
Application number: JP2009194999A
Authority: JP
Inventors: 静二 ▲高▼野; Seiji Takano
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2029-08-26
Also published as: JP5444947B2

Abstract

【課題】光学設計にかかる負担を増加させることなく設置面に対して好適な投射画像の投射をすることができるプロジェクタを提供する。
【解決手段】光を射出する光源３４と、画像データに基づく投射画像を表示する表示部４０と、前記光源から射出された光により読み出された前記表示部に表示された前記投射画像の投射方向を設置面方向に偏向するミラー４４と、矩形形状を有する投射領域内における前記投射画像を縮小する投射画像処理部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクタに関するものである。

設置面に対して投射画像を投射するプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このプロジェクタにおいては、投射画像を自由曲面ミラーの反射面で反射し、設置面に対して投射を行っている。

特開２００８−２０９６７０号公報

ところで、曲面ミラーを用いて設置面の投射領域の全面に対して投射画像の投射を行う場合には投射画像の隅に色ムラが生じる場合があった。この色ムラは曲面ミラーの設計を変更することにより発生量を少なくすることは可能であるが、光学設計の難易度が高いための手間及びコストがかかることとなる。

本発明の目的は、光学設計にかかる負担を増加させることなく設置面に対して好適な投射画像の投射を行うことができるプロジェクタを提供することである。

本発明のプロジェクタは、光を射出する光源と、画像データに基づく投射画像を表示する表示部と、前記光源から射出された光により読み出された前記表示部に表示された前記投射画像の投射方向を設置面方向に偏向するミラーと、矩形形状を有する投射領域内における前記投射画像を縮小する投射画像処理部とを備えることを特徴とする。

本発明のプロジェクタによれば、光学設計にかかる負担を増加させることなく設置面に対して好適な投射画像の投射を行うことができる。

実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。実施の形態に係るプロジェクタユニットの構成を示す断面図である。実施の形態に係るプロジェクタの設置面への投射を示す図である。実施の形態に係るプロジェクタの水平線に対して水平面への投射を示す図である。実施の形態に係るプロジェクタの水平線に対して垂直面への投射を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。図１は、実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。プロジェクタ２は、ＣＰＵ４を備え、ＣＰＵ４には、プロジェクタユニット６、電源スイッチ８、操作部１０、投射画像の画像データを記憶する画像記憶部１２、後述するＬＣＯＳ４０に表示する投射画像に対して縮小、回転等の処理を行う画像処理部１４、プロジェクタユニット６に対して電源の供給を行うバッテリ１６が接続されている。

ここで、操作部１０は、投射開始の指示を行う再生ボタン２４、投射中の投射画像を次の投射画像に切り替える次画像表示ボタン２６、投射中の投射画像を前の投射画像に切り替える前画像表示ボタン２８、投射終了の指示を行う停止ボタン３０、１回の操作により投射中の投射画像を９０°等所定の角度回転する回転ボタン３２を備えている。

図２は実施の形態に係るプロジェクタユニットの構成を示す断面図である。光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）３４から射出された光は、集光レンズ３６により略平行とされ、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）３８に入射する。

例えば、図２に示すようにＰＢＳ３８に入射光の進行方向に対して４５°の角度で設けられた偏光分離膜３８ａがＳ偏光光のみを透過する場合には、ＬＣＯＳ４０にＳ偏光光のみが入射する。ここで、ＬＣＯＳ４０の図示しない液晶層は、電圧が印加されると入射光に対して位相板として機能する。即ち、ＬＣＯＳ４０の図示しない液晶層のうち電圧が印加された画素領域を透過した光はＳ偏光からＰ偏光に変換され、電圧が印加されていない画素領域を透過した光はＳ偏光のまま進行する。

そして、ＬＣＯＳ４０に入射した光は、ＬＣＯＳ４０により反射され、ＰＢＳ３８に再度入射する。Ｐ偏光とＳ偏光との混合光としてＰＢＳ３８に再度入射した光のうち、ＬＣＯＳ４０の電圧が印加された画素領域を透過したＰ偏光の光のみが偏光分離膜３８ａで反射され、Ｓ偏光と分離される。当該Ｐ偏光光は、ＰＢＳ３８から上方へ向かって射出された後に、投射画像を投射するための投射レンズ４２及び投射レンズ４２から射出された光学像の投射方向を偏向させる投射ミラー４４を介して投射窓４６から投射される。

ここで、投射ミラー４４は投射面に投射される画像に対して台形補正を施すことができるように、所定の曲率を有する曲面ミラーから構成されている。また、後述するように本実施の形態に係るプロジェクタ２においては、プロジェクタ２を設置面に設置したときに、投射窓４６から設置面までの画像の投射距離が一義的に定まるため、当該投射距離だけ離れた位置において鮮明な画像を結像できるようにプロジェクタユニット６を構成する光学部材を所定の位置にあらかじめ固定しておくことができる。

図３は、実施の形態に係るプロジェクタを設置面に設置した場合の投射状態を示す図である。設置面Ｇは、机等の水平面であってもホワイトボード等の垂直面であってもよい。

図３に示すように机、ホワイトボード等の設置面Ｇ上にプロジェクタ２を設置した場合には、投射方向と矩形形状を有する投射領域Ｒの少なくとも一辺とが平行となるように投射する。画像処理部１４は画像記憶部１２から読み出した投射画像Ｐを投射領域Ｒに対して略４５°回転させ、また、回転した状態において投射領域Ｒ内で投射画像Ｐが最大の面積を占めるように縮小する。そして、回転及び縮小が行われた投射画像をＬＣＯＳ４０に表示し投射を行う。このとき、投射画像Ｐの４辺全てが投射方向と交差することとなる。

例えば、机、ホワイトボード等の設置面Ｇが長方形である場合には、投射窓４６が机、ホワイトボード等の辺Ｈ方向を向いた状態となる。即ち、辺Ｈと投射方向とが交差する。従って、矩形形状を有する投射領域Ｒは辺Ｈに対して所定の角度傾いた状態となる。そのため画像処理部１４は画像記憶部１２から読み出した投射画像Ｐを辺Ｈ側が下方となるように投射領域Ｒに対して略４５°回転させ、また、回転した状態において投射領域Ｒ内で投射画像Ｐが最大の面積を占めるように縮小する。そして、回転及び縮小が行われた投射画像をＬＣＯＳ４０に表示し投射を行う。このとき、投射画像Ｐの４辺全てが投射方向と交差することとなる。

なお、投射画像Ｐの回転を行わずに縮小処理のみを行ってもよい。この場合には、画像処理部１４は、投射領域Ｒの四隅を用いずに投射画像Ｐが投射されるように縮小する。また、投射画像Ｐの縮小を行わずに回転処理のみを行ってもよい。

また、設置面Ｇが垂直面であり、かつ、プロジェクタ２が直交する２軸について計測可能な加速度センサを備える場合には、水平線に対するプロジェクタ２の投射方向の傾きが±４５°、±１３５°となった際にその旨を報知するＬＥＤ等からなるランプ（図示せず）を点灯することにより報知してもよい。この場合には、投射領域Ｒは水平線に対して４５°傾いた矩形形状となる。そのため画像処理部１４は画像記憶部１２から読み出した投射画像Ｐを水平面側が下方となるように４５°回転し、また、回転した状態において投射領域Ｒ内で投射画像Ｐが最大の面積を占めるように縮小する。そのため、投射画像Ｐの少なくとも１辺は水平面に平行となり鑑賞者にとって見易いものとなる。

また、この場合において、プロジェクタ２が水平線と±４５°、±１３５°の何れかであることが検出された場合にのみプロジェクタユニット６のＬＥＤ３４の点灯が可能となる構成としてもよい。

図４は、実施の形態に係るプロジェクタを水平線に対して水平面に設置した場合の投射状態を示す図である。プロジェクタ２は、水平面である机等の設置面Ｇの１つの角に設置されている。

再生ボタン２４により投射開始の指示が行われると、まず図４に示す（１）の方向から見易い投射画像となるように辺Ｓ１側が投射画像の下方となるように投射を行う。ここで、図４においては、設置面Ｇの辺Ｓ２及びＳ３により形成される角部にプロジェクタ２が設置され、投射方向は、設置面Ｇの辺Ｓ１と所定の角度をなしている。従って、投射領域Ｒは辺Ｓ１に対して所定の角度傾いた矩形形状となる。そのため、画像処理部１４は画像記憶部１２から読み出した投射画像Ｐを辺Ｓ１側が下方となるように投射領域Ｒに対して４５°回転し、また、回転した状態において投射領域Ｒ内で投射画像Ｐが最大となるように縮小をする。そして、回転及び縮小が行われた投射画像をＬＣＯＳ４０に表示し投射を行う。

次に、回転ボタン３２により投射画像の回転指示が行われると画像処理部１４はＬＣＯＳ４０に表示している投射画像を９０°回転し図４に示す（２）の方向から見易い投射画像となるように辺Ｓ２側が投射画像Ｐの下方となるように投射を行う。この状態において回転ボタン３２により投射画像の回転指示が行われると同様に投射画像Ｐを９０°回転する処理を行い図４に示す（３）の方向から見易い投射画像とする。更に回転ボタン３２により投射画像Ｐの回転指示が行われると同様の処理により図４に示す（４）の方向から見易い投射画像となる。

図５は、垂直面の下側にプロジェクタを設置した場合の投射を示す図である。プロジェクタ２の背面と側面との間には、設置面Ｇの隅部に対応した角度を有する基準面４８，５０が設けられている。ここで、基準面４８，５０は投射方向に対して４５°の角度を有している。また、基準面４８，５０には、水平線に対して水平面に接触していることを検出するためのセンサ（図示せず）がそれぞれ設けられている。設置面Ｇは水平面Ｍと底辺Ｌで接し、略垂直に交差している。基準面４８が水平面Ｍに接し、かつ、底面が設置面Ｇに接した状態で設置されている場合には、図示しないセンサにより基準面４８が水平面Ｍに接触していることが検出される。この場合には、投射領域Ｒは設置面Ｇの底辺Ｌに対して４５°傾斜することとなる。再生ボタン２４により投射開始指示が行われると、画像処理部１４は画像記憶部１２から読み出した投射画像Ｐに対して底辺Ｌ側が投射画像Ｐの下方となるように４５°回転し、また、投射領域Ｒ内で投射画像Ｐが最大の面積を占めるように縮小する処理を行う。そして処理を行った投射画像ＰをＬＣＯＳ４０に表示し、図５に示すように投射する。

また、基準面５０が水平面Ｍに接し、かつ、プロジェクタ２の底面が設置面Ｇに接した状態で設置された場合には、図示しないセンサにより基準面５０が水平面に接触していることが検出される。この場合には、画像処理部１４は画像記憶部１２から読み出した投射画像Ｐに対して底辺Ｌ側が投射画像Ｐの下方となるように４５°回転し、また、投射領域Ｒ内で投射画像Ｐが最大の面積を占めるように縮小する処理を行い、投射を行う。

本実施の形態に係るプロジェクタによれば、光学設計にかかる負担を増加させることなく設置面に対して好適な投射画像の投射をすることができる。即ち、投射画像を縮小することにより投射領域の四隅を投射画像の投射に用いず、また、縮小された投射画像を回転することにより投射領域内で投射画像の占める面積が大きくすることで、好適な投射画像の投射を行うことができる。

また、投射画像を回転することにより設置面の四隅の何れかの位置に設置することができるため、プロジェクタが鑑賞者の視界に入ることなく鑑賞者は見易い位置で投射画像の鑑賞をすることができる。

また、プロジェクタの背面と側面との間に設けられた基準面の角度が設置面の角に対応しているため、設置面に合わせてプロジェクタの設置を行うことができる。

なお、上述の実施の形態においては画像処理部１４により投射画像Ｐの回転及び縮小処理を行いＬＣＯＳ４０に表示する構成としたが、ＬＣＯＳ４０を４５°回転させた状態でプロジェクタ２に組み込んでもよい。この場合には、画像処理部１４による回転処理を行う必要がなくなる。

上述の実施の形態においては、回転ボタン３２が１回操作されると投射中の投射画像を９０°回転する構成を例に説明したが、１回の操作により投射中の投射画像を１８０°回転する構成としてもよい。

２…プロジェクタ、４…ＣＰＵ、６…プロジェクタユニット、１０…操作部、１４…画像処理部、３２…回転ボタン、３４…ＬＥＤ、３８…ＰＢＳ、４０…ＬＣＯＳ、４４…投射ミラー、４６…投射窓、４８，５０…基準面、Ｇ…設置面、Ｒ…投射領域、Ｐ…投射画像

Claims

光を射出する光源と、
画像データに基づく投射画像を表示する表示部と、
前記光源から射出された光により読み出された前記表示部に表示された前記投射画像の投射方向を設置面方向に偏向するミラーと、
矩形形状を有する投射領域内における前記投射画像を縮小する投射画像処理部と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
光を射出する光源と、
画像データに基づく投射画像を表示する表示部と、
前記光源から射出された光により読み出された前記表示部に表示された前記投射画像の投射方向を設置面方向に偏向するミラーと、
矩形形状を有する投射領域内における前記投射画像の４辺全てが投射方向に交差するよう前記投射画像を回転させる投射画像処理部と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
前記投射方向と交差する基準面を備え、
前記基準面を前記設置面に接触させた状態で前記投射画像の投射を行った場合に前記投射画像の少なくとも１辺が前記設置面と平行となるように前記投射画像の投射を行うことを特徴とする請求項１または２記載のプロジェクタ。
前記設置面に対する傾きを検出する傾き検出部と、
前記傾き検出部により検出された傾きに基づいて前記投射画像の少なくとも１辺が前記設置面と平行であることを報知する報知部と
を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のプロジェクタ。
前記投射画像の回転指示を行う画像回転ボタンを備えることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載のプロジェクタ。
前記画像回転ボタンは、１回の操作により９０°または１８０°前記投射画像を回転させる回転指示を行うことを特徴とする請求項５記載のプロジェクタ。