JP2016526176A - モバイル機器のための折り畳み式投影スクリーンを備えた背面投影システム - Google Patents

Abstract

背面投影システム（１００）は、背面ピコ・プロジェクタ（１３１）によって照射される背面投影画像を表示するように選択的に広げられる拡大可能な面を備えたスクリーン（１０３）を有する。スクリーンは、可搬性を高めるように選択的に縮められる。背面投影システムは、スクリーン（１０３）を支持するように選択的に展開され且つ可搬性を高めるように選択的に折り畳まれる折り畳み式のフレーム（１０４）を有する。センサ（１１０；１３３）は、スクリーンが広げられる場合に、スクリーンをタッチスクリーンに変えるために使用される。

Description

本発明は、ビデオ表示装置のためのポータブル型投影スクリーンに関する。特に、本発明は、ポータブル型背面投影スクリーンに関する。

ピコ・プロジェクタは、スタンドアローン型プロジェクタとして又はハンドヘルドのポータブル機器における内蔵コンポーネントとして使用され得る小型のハンドヘルド・プロジェクタをここでは対象とする用語である。ピコ・プロジェクタは、標準のプロジェクタ及び背面投影型テレビジョンに動力を与えるテクノロジに類似したテクノロジを使用する。ピコ・プロジェクタの小さなサイズは、単身の観測者による使用に向けられてよく、且つ、軽量スクリーンに関連付けられ得る。

折り畳み式のフレームにおいて取り付けられた折り畳み式のスクリーンを照らすピコ・プロジェクタを背面投影システムに含めることが望ましいことがある。ポータブル型前面投影システムの実用性は、バックグラウンド照明によって不鮮明にされることで制限され得るが、有利なことに、ピコ・プロジェクタを有する背面投影システムは、バックグラウンド照明によるそのような作用に対して前面投影システムよりもはるかに感受性が低いように作られ得る。有利なことに、スクリーンに対する背面投影システムのプロジェクタの位置合わせは重要でない。これは、ユーザが、プロジェクタに予め組み込まれたフォーカス調整を有するからである。レーザ投影によれば、フォーカスは不要でさえある。

通常、ピコ・プロジェクタは、フロントプロジェクタであるよう設計される。フロントプロジェクタが背面投影システムにおいて使用される場合に、スクリーン上の表示画像は、補正されない限り、左右が反転される。このような画像反転の問題に対する１つの解決法は、反射光を得るために、背面投影システムにおいてプロジェクタによって生成される光を反射するミラーを使用することである。他の解決法は、画像の反転及び回転を用いることによって、ピコ・プロジェクタに加えられるビデオ信号を予め処理することである。

また、折り畳み式のスクリーンに、それをタッチスクリーンとする機能を提供することが望ましいことがある。例えば、光センサは、障害物を探すように観測者に対してスクリーンの正面に、あるいは、スクリーンの変位を探すようにスクリーンの背面に、設置され得る。代替的に、タッチ検知は、スクリーンの背面に向けられた撮像装置又はカメラからの赤外線（ＩＲ）イメージングを使用することによって、遠隔で達成され得る。ピコ・プロジェクタが既にカメラアセンブリに内蔵されている場合は、それをタッチスクリーンとする追加の費用は、ただ、ＩＲ帯域通過フィルタ及び何らかのソフトウェアを設ける費用だけであり得る。

発明の特徴を具現する背面投影システムは、ポータブル、ハンドヘルド、又はピコ・プロジェクタによって生成される背面投影画像を表示するように選択的に広げられる拡大可能な面を備えた表示スクリーンを有する。表示スクリーンは、可搬性を高めるように選択的に折り畳まれる。折り畳み式のフレームは、スクリーンの面が広げられる場合にスクリーンを支持するように選択的に展開される。折り畳み式のフレームは、可搬性を高めるように選択的に折り畳まれる。センサは、スクリーンの面が広げられる場合にスクリーンをタッチパネルとする。

本発明の好適な実施形態は、添付の図面を参照して、以下で更に詳細に記載される。
発明の特徴を具現する背面投影システムの側面図を表す。 図１Ａの配置においてタッチスクリーンを形成する代替の方法を表す。 図１Ａの配置においてタッチスクリーンを形成する代替の方法を表す。 図１Ａの完全に組み立てられた折り畳み式スクリーンアセンブリの正面図を表す。 折り畳み式スクリーンが完全に折り畳まれている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリの正面図を表す。 スクリーンがおおよそ半分だけ降ろされている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリの正面図を表す。 折り畳み式スクリーンが完全に折り畳まれており且つフレームが部分的に折り畳まれている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリの正面図を表す。 折り畳み式スクリーンが完全に折り畳まれており且つフレームが図５でよりも更に部分的に折り畳まれている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリの正面図を表す。 折り畳み式スクリーン及びフレームの夫々が完全に折り畳まれている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリの正面図を表す。 折り畳み式スクリーン及びフレームの夫々が完全に折り畳まれている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリの側面図を表す。 フロントプロジェクタが図１Ａの背面投影システムに組み込まれる場合に起こる画像反転の問題の対応する解決法を表す。 フロントプロジェクタが図１Ａの背面投影システムに組み込まれる場合に起こる画像反転の問題の対応する解決法を表す。

図１Ａは、発明の特徴を具現する折り畳み式スクリーンアセンブリ１００の側面図を表す。図１Ａで、アセンブリ１００は、完全に展開されており、画像（図示せず。）を表示する準備ができている。ピコ・プロジェクタ１３１とここで称されるハンドヘルドのポータブル・プロジェクタ１３１は、リアプロジェクタを形成するように、アセンブリ１００の裏側で基部１３２に取り付けられる。ピコ・プロジェクタ１３１は、例えばコンピュータなどのビデオ装置（図示せず。）によって駆動される。スクリーンアセンブリ１００は、観測者とピコ・プロジェクタ１３１との間に置かれる。選択的に、スクリーンアセンブリ１００は、縦長表示から横長表示へ変化するように、横倒しに回転され得る。

図２は、長方形の折り畳み式フレーム１０４に取り付けられた収縮性又は折り畳み式スクリーン１０３を有する図１Ａの折り畳み式スクリーンアセンブリ１００の正面図を表す。図２で、アセンブリ１００は、折り畳み式スクリーン１０３及び折り畳み式フレーム１０４の夫々が完全に展開されるように、図１において見られるように、完全に組み立てられている。図１Ａ及び２における同様の符号及び数字は、同様の項目又は機能を示すものである。図２で、折り畳み式フレーム１０４の構成部材又は部品は、以降で説明されるように、その長方形形状を保つ剛体を形成するように、互いに堅固に固定されている。

折り畳み式フレーム１０４は、図２の右側及び左側に夫々配置されている略同じ側部１０２の対を有する。フレーム１０４の上部１０５は、側部１０２の夫々に垂直に配置されて、部分１０２の間の橋形接続を形成する。夫々の側部１０２は、管状の上区間１０２ａと、管状の中間区間１０２ｂと、管状の下区間１０２ｃとを有する。中間区間１０２ｂの上端１０２ｂ１は、フレーム１０４が展開される場合に、上区間１０２ａの下端１０２ａ２に堅固に取り付けられている。中間区間１０２ｂの下端１０２ｂ２は、フレーム１０４が展開される場合に、下区間１０２ｃの上端１０２ｃ１に堅固に取り付けられている。上部１０５は、フレーム１０４が展開される場合に、区間１０２ａの上端１０２ａ１に堅固に取り付けられている右端１０５ａを有する。

スクリーン１０３は、フレーム１０４の下部１０６に堅固に取り付けられている下端１０３ａを有する。下部１０６は、フレーム１０４が展開される場合に、側部１０２の夫々に垂直に且つ部分１０５と平行に配置される。下部１０６は、フレーム１０４が展開される場合に、区間１０２ｃの下端１０２ｃ２に堅固に取り付けられている右端１０６ａを有する。これは、ロック可能なヒンジにより右端１０６ａを下端１０２ｃ２に接続することによって、それらを互いにはめ合わせるか又は滑り込ませることによって、あるいは、何らかの他の適切な手段によって、得られる。同様にして、端部１０２ｃ１及び１０２ｂ２は、互いに堅固に接続され得る。同じことが、端部１０２ａ２及び１０２ｂ１の固定接続に適用可能である。また、同じことは、端部１０５ａ及び１０２ａ１の固定接続に適用可能である。

フレーム１０４の側部１０２、上部１０５及び下部１０６は、フレーム１０４の長方形形状を形成するように、長手対称軸１３０に対して対称に配置される。展開されたスクリーン１０３は、フレーム１０４が展開される場合に、側部１０２の対の間に配置される。

図３は、折り畳み式スクリーン１０３が完全に折り畳まれて、フレーム１０４の上部１０５の近くにあるように（図示せず。）配置される図２の折り畳み式スクリーンアセンブリ１００の正面図を表す。図１Ａ、２及び３における同様の符号及び数字は、同様の項目及び機能を示すものである。

図４は、スクリーン１０３が、その完全に展開された位置（図２を参照）とその完全に折り畳まれた位置（図３を参照）との間で略半分だけ降ろされている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリ１００の正面図を表す。図１Ａ、２、３及び４における同様の符号及び数字は、同様の項目及び機能を示すものである。

図５は、折り畳み式スクリーン１０３が図３と同様に完全に折り畳まれており、フレーム１０４が部分的に折り畳まれている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリ１００の正面図を表す。図５で、フレーム１０４の側部１０２は、部分的に倒されるか又は回転されており、もはや上部１０５と垂直ではない。よって、上部１０５の端部１０５ａと側部区間１０２ａの端部１０２ａ１との接続はもはや固定でも垂直でもなく、代わりに、上部１０５に対する区間１０２ａの旋回を可能にするように緩められている。図１Ａ、２、３、４及び５における同様の符号及び数字は、同様の項目及び機能を示すものである。

図６は、折り畳み式スクリーン１０３が図３と同様に完全に折り畳まれており、フレーム１０４が図５と比べて更に折り畳まれている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリ１００の正面図を表す。図６で、側部１０２の区間１０２ａ、１０２ｂ及び１０２ｃの夫々は、図２、３、４及び５と比べて部分１０５の反対側にあるように旋回されている。加えて、図６の区間１０２ａ、１０２ｂ及び１０２ｃの夫々は、部分１０２の対応する隣接区間に対して傾けられている。部分的に折り畳まれた又は部分的に展開されたフレーム１０４において、中間区間１０２ｂの端部１０２ｂ１は、もはや、区間１０２ａの端部１０２ａ２に堅固に取り付けられていない。代わりに、端部１０２ｂ１と端部１０２ａ２との間の接合は、回転の軸を形成する。同様に、端部１０２ｂ２と端部１０２ｃ１との間の接合も、回転の軸を形成する。同様に、端部１０２ａ１と上部１０５の右端１０５ａとの間の接合も、回転の軸を形成する。図１Ａ、２、３、４、５及び６における同様の符号及び数字は、同様の項目及び機能を示すものである。

図７Ａは、折り畳み式スクリーン１０３が図３と同様に完全に折り畳まれている図２の折り畳み式スクリーンアセンブリ１００の正面図を表す。加えて、フレーム１０４は完全に折り畳まれており、このとき、夫々の側部１０２の区間１０２ａ、１０２ｂ及び１０２ｃの夫々は、部分１０２の他の区間の夫々に対して且つ部分１０５及び１０６に対して平行に配置されるように回転されている。図６において見られるように、側部１０２の区間１０２ａ、１０２ｂ及び１０２ｃの夫々は、図２、３及び４と比べて部分１０５の反対側にあるように回転されている。図７Ｂは、図７Ａの完全に折り畳まれたスクリーンアセンブリ１００の側面図を表す。図１Ａ、２、３、４、５、６、７Ａ及び７Ｂにおける同様の符号及び数字は、同様の項目及び機能を示すものである。

図１Ｂは、図１Ａのシステム１００の正面図を表す。発明の特徴を実行することにおいて、図１Ｂのスクリーン１０３は、例えば、コンピュータ又は電子タブレットなどのビデオ装置（図示せず。）と相互作用するよう構成されるユーザインタフェース・タッチスクリーンを形成する。図１Ａ、１Ｂ、２、３、４、５、６，７Ａ及び７Ｂにおける同様の符号及び数字は、同様の項目及び機能を示すものである。

図１Ｂで、一連のセンサ素子１１０のうちの各センサ素子１１０の対応する部分は、フレームの側部１０２の夫々の縁、部分１０５の縁、及び部分１０６の縁に組み込まれている。フレーム１０４の側部に付随する一連のセンサ素子１１０のうちの各センサ素子１１０は、例えば、左側部１０２に設置されている光源部品と、右側部１０２に設置されている対応する光センサ部品とを有する。

ユーザ／観測者が、センサ素子１１０の光源部品から発せられる光線を遮らない限り、素子１１０の光センサ部品は照射される。他方で、例えば、ユーザ／観測者の指が光線の経路に割り込む場合に、素子１１０の光センサ部品は照射されない。然るに、スクリーン１０３に対する指の垂直位置Ｙは、プロセッサ（図示せず。）によって評価され得る。

同様に、フレーム１０４の上部１０５及び下部１０６に付随する一連のセンサ素子１１０のうちの各センサ素子１１０は、例えば、上部１０５に設置されている光源部品と、下部１０６に設置されている対応する光センサ部品とを有する。然るに、スクリーン１０３に対する指の水平位置Ｘは、プロセッサ（図示せず。）によって評価され得る。

センサ素子１１０は、例えば、ユーザ／観測者の指による、上述された光の遮断を検出するように、図１Ａの観測者に対してスクリーン１０３の前側に配置されてよい。代替的に、図１Ｂの光センサ素子は、観測者によってタッチされる場合にスクリーン１０３のたわみを検出するように、図１Ａの観測者に対してスクリーン１０３の裏側に配置されてよい。よって、スクリーン１０３は、図１Ｂの光センサ素子１１０に応答する、例えばコンピュータ又は電子タブレットなどのビデオ装置（図示せず。）と相互作用するよう構成されるユーザインタフェース・タッチスクリーンを形成する。

図１Ｂの光センサ素子１１０を使用することに代えて、ＩＲ光センサとして動作する図１Ａのカメラ１３３が、ピコ・プロジェクタと同じアセンブリにおいて組み込まれてよい。例えば、ユーザ／観測者の指がスクリーン１０３にタッチする場合に、タッチしている指は、図１Ｃに示される、カメラによって捕捉された熱画像１３５のＩＲエネルギの急変を引き起こす。熱画像１３５は、スクリーン１０３上でのユーザの指のタッチを検知する図１Ａのカメラ１３３のピクセルアレイ（図示せず。）上にマッピングされる。図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２、３、４、５、６、７Ａ及び７Ｂにおける同様の符号及び数字は、同様の項目及び機能を示すものである。

ピコ・プロジェクタ１３１は、通常は、フロントプロジェクタとして使用されるよう設計される様式である。補正によらないと、例えば図１Ａにおけるようにリアプロジェクタとして利用されるピコ・プロジェクタ１３１は、画像反転補正を必要とする投影画像を生成する。図８Ａは、そのような画像補正の必要性と、そのような問題に対する第１の補正方法とを説明するために与えられている。図８Ｂは、そのような問題に対する第２の補正方法を説明するために与えられている。図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２、３、４、５、６、７Ａ、７Ｂ、８Ａ及び８Ｂにおける同様の符号及び数字は、同様の項目及び機能を示すものである。

フロントプロジェクタの場合とは違って、観測者は、スクリーン１０３からの反射光ではなく、プロジェクタ１３１によって生成された直接光を見る。補正によらないと、ピコ・プロジェクタ１３１からの直接光によって生成される画像は、図８Ａの対称軸１５１に対して左右が不適切に反転される。図８Ａにおいて説明される、この問題に対する第１の解決法では、ピコ・プロジェクタ１３１のメモリ（図示せず。）に含まれる画像は、左右が反転されるように、信号プロセッサ（図示せず。）によって電子的に処理される。このようにして、見られる画像は、もはや不正確に反転されたものではない。この問題に対する代替の解決法では、図８Ｂのミラー１５０が画像を反射して光学的に反転させる。それにより、見られる画像は、もはや不正確に反転されたものではない。

フロントプロジェクタの場合とは違って、観測者は、スクリーン１０３からの反射光ではなく、プロジェクタ１３１によって生成された直接光を見る。補正によらないと、ピコ・プロジェクタ１３１からの直接光によって生成される画像は、図８Ａの対称軸１５１に対して左右が不適切に反転される。図８Ａにおいて説明される、この問題に対する第１の解決法では、ピコ・プロジェクタ１３１のメモリ（図示せず。）に含まれる画像は、左右が反転されるように、信号プロセッサ（図示せず。）によって電子的に処理される。このようにして、見られる画像は、もはや不正確に反転されたものではない。この問題に対する代替の解決法では、図８Ｂのミラー１５０が画像を反射して光学的に反転させる。それにより、見られる画像は、もはや不正確に反転されたものではない。
上記の実施形態に加えて、以下の付記を開示する。
（付記１）
ポータブル、ハンドヘルド又はピコ・プロジェクタによって生成される背面投影画像を表示するように選択的に広げられ且つ可搬性を高めるように選択的に折り畳まれる拡大可能な面を備えた表示スクリーンと、
前記スクリーンの面が広げられる場合に前記スクリーンを支持するように選択的に展開され且つ可搬性を高めるように選択的に折り畳まれる折り畳み式のフレームと、
前記スクリーンの面が広げられる場合に前記スクリーンをタッチスクリーンとするセンサと
を有する背面投影システム。
（付記２）
前記センサは、光源の遮断を検知する、
付記１に記載の背面投影システム。
（付記３）
前記センサは、前記スクリーンから発せられる赤外線放射の赤外線マップを形成するために使用されるカメラを有する、
付記１に記載の背面投影システム。
（付記４）
前記ピコ・プロジェクタは、フロントプロジェクタを有し、
左右画像反転エラーは、ミラー及び信号プロセッサのうちの１つによって補正される、
付記１に記載の背面投影システム。
（付記５）
前記タッチスクリーンは、ビデオ装置と相互作用するよう構成されるユーザインタフェースを形成する、
付記１に記載の背面投影システム。
（付記６）
前記スクリーンが完全に折り畳まれる場合に、前記フレームは、部分的に展開されたままであることができる、
付記１に記載の背面投影システム。

Claims (6)

1. ポータブル、ハンドヘルド又はピコ・プロジェクタによって生成される背面投影画像を表示するように選択的に広げられ且つ可搬性を高めるように選択的に折り畳まれる拡大可能な面を備えた表示スクリーンと、
   前記スクリーンの面が広げられる場合に前記スクリーンを支持するように選択的に展開され且つ可搬性を高めるように選択的に折り畳まれる折り畳み式のフレームと、
   前記スクリーンの面が広げられる場合に前記スクリーンをタッチスクリーンとするセンサと
   を有する背面投影システム。
2. 前記センサは、光源の遮断を検知する、
   請求項１に記載の背面投影システム。
3. 前記センサは、前記スクリーンから発せられる赤外線放射の赤外線マップを形成するために使用されるカメラを有する、
   請求項１に記載の背面投影システム。
4. 前記ピコ・プロジェクタは、フロントプロジェクタを有し、
   左右画像反転エラーは、ミラー及び信号プロセッサのうちの１つによって補正される、
   請求項１に記載の背面投影システム。
5. 前記タッチスクリーンは、ビデオ装置と相互作用するよう構成されるユーザインタフェースを形成する、
   請求項１に記載の背面投影システム。
6. 前記スクリーンが完全に折り畳まれる場合に、前記フレームは、部分的に展開されたままであることができる、
   請求項１に記載の背面投影システム。
   

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