JP2017079349A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空中に浮いて見える様に映像を表示でき、かつ小型化及び低コスト化できるようにする。【解決手段】投射型表示装置１０は、透過型のスクリーン４０、プロジェクタ２０、及びハーフミラー５０を備える。プロジェクタ２０は、スクリーン４０に映像を投射する。ハーフミラー５０は、スクリーン４０に対してプロジェクタ２０とは反対側においてスクリーン４０に対して鋭角に傾斜するように配置自在に構成される。プロジェクタ２０は、ＭＥＭＳプロジェクタである。【選択図】図１

Description

この発明は、空中に浮いて見える様に映像を表示する投射型表示装置に関する。

従来から、映像データに基づく映像を、空中に浮いて見える様に表示する投射型表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、特許文献１に記載の従来の投射型表示装置は、光源、各種レンズ、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）表示パネル、反射ミラー、及びハーフミラーを備える。この投射型表示装置では、光源から発せられた拡散光は各種レンズを介してＬＣＤ表示パネルを透過し、ＬＣＤ表示パネルに表示された２次元画像が反射ミラーで反射されてハーフミラーに投射されることで、映像が空中に浮いて見える様に表示される。

特開２０１０−１４１４４７号公報

しかし、従来の投射型表示装置では、光源として拡散光を発するものが用いられて多くのレンズが必要であったこと等から、装置の小型化、及び低コスト化が難しかった。

この発明の目的は、空中に浮いて見える様に映像を表示でき、かつ小型化及び低コスト化することができる投射型表示装置を提供することにある。

この発明の投射型表示装置は、透過型のスクリーン、プロジェクタ、及びハーフミラーを備える。プロジェクタは、スクリーンに映像を投射する。ハーフミラーは、スクリーンに対してプロジェクタとは反対側においてスクリーンに対して鋭角に傾斜するように配置自在に構成される。プロジェクタは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電機機械システム）プロジェクタである。

この構成では、ハーフミラーに対してスクリーンと同じ側からユーザがハーフミラーを見ることで、ユーザは、ハーフミラーの背景映像と、プロジェクタがスクリーンへ投射した投射映像とを、ハーフミラー越しに見ることができ、投射映像は空中に浮いている様に見えるように映し出される。また、プロジェクタとしてＭＥＭＳプロジェクタが用いられているので、装置の小型化、コストダウン、消費電力・発熱・騒音の低減化を図ることができる。

上述の構成において、スクリーンは、指向性スクリーンであることが好ましい。この構成では、スクリーンの視野角が所定角度に限定されるので、投射映像を他人に見られにくくなり、プライバシーが守られる。このため、他人の目を気にすることなく投射型表示装置で映像を見ることができる。

また、プロジェクタを内蔵する箱状の筺体をさらに備え、スクリーンは、筺体の開口した一面の少なくとも一部に取り付けられ、ハーフミラーは、筺体の一面の一辺に回転自在に支持されるように構成することができる。

この構成では、ユーザの目線の高さに応じてハーフミラーの筐体に対する角度を変えることで、より快適な姿勢で映像を見ることができるようになる。また、不使用時には、筐体の一面を閉じるようにハーフミラーを筐体に対して回転させることで、不使用時の投射型表示装置をより小型化することができる。

さらに、プロジェクタから出射されたレーザ光を反射する反射位置とプロジェクタから出射されたレーザ光の光路から退避する退避位置との間で変位自在に構成された反射ミラーをさらに備え、筺体は、反射ミラーが退避位置に配置された状態でプロジェクタから出射されたレーザ光を筐体の外部へ出射させる開口部を有するように構成することができる。

この構成では、プロジェクタとしてＭＥＭＳプロジェクタが用いられるので、プロジェクタからはレーザ光が出射される。反射ミラーを退避位置に配置した状態で、プロジェクタから開口部を通して、筐体の外部にこの投射型表示装置とは別途に用意された反射型等のスクリーンに映像を投射することが可能となる。即ち、ハーフミラーを介して見られる立体映像の表示と、開口部を通した投射による平面映像の表示との、２通りの表示を選択的に行うことができる。

また、スクリーンの少なくとも一部は、曲面状とすることができる。この構成では、ＭＥＭＳプロジェクタを用いることで映像をレーザ光で投射することとなり、フォーカスフリーとなるので、スクリーンの一部又は全部が曲面状であっても、焦点が合った映像をスクリーンに投射することができる。このため、ハーフミラーを介して空中に浮いている様に表示する映像を、スクリーンを厳密に平面にしなくても、焦点が合ったものとすることができる。また、スクリーンの一部又は全部を曲面状とすることで、映像データの映像に歪みが加えられた面白みのある映像を、焦点が合った状態で、空中に浮いている様に表示することができる。

この発明によれば、空中に浮いて見える様に映像を表示でき、かつ小型化及び低コスト化することができる。

この発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の概略の構成を示す断面図である。 投射型表示装置の不使用時の状態を示す断面図である。 投射型表示装置に備えられるプロジェクタの構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る投射型表示装置の概略の構成を示す断面図である。 第３実施形態に係る投射型表示装置の概略の構成を示す断面図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態に係る投射型表示装置１０は、プロジェクタ２０、反射ミラー３０、スクリーン４０、ハーフミラー５０、及び筺体６０を備えている。

筺体６０は、例えば箱状であり、筺体６０の複数の面のうち少なくとも一面は開口しており、この開口した一面の少なくとも一部にスクリーン４０が取り付けられている。一例として、スクリーン４０は、筺体６０の開口した上面の全体に取り付けられている。スクリーン４０は、透過型のスクリーンである。

プロジェクタ２０及び反射ミラー３０は、筺体６０に内蔵されている。プロジェクタ２０は、ＭＥＭＳ（Micro ElectroMechanical System：微小電機機械システム）プロジェクタである。一例として、プロジェクタ２０は、筺体６０の開口した一面に対向する面即ち底面に配置されて、水平方向へレーザ光を出射する。

反射ミラー３０は、プロジェクタ２０が出射するレーザ光の光路上に配置されている。一例として、反射ミラー３０は、水平方向においてプロジェクタ２０に隣接して配置されている。反射ミラー３０は、プロジェクタ２０から出射されたレーザ光をスクリーン４０へ向けて反射する。このようにして、プロジェクタ２０は、反射ミラー３０を介してスクリーン４０に映像を投射する。

ハーフミラー５０は、筺体６０の開口した一面の一辺に、一端部を回転自在に支持されている。ハーフミラー５０は、スクリーン４０に対してプロジェクタ２０及び反射ミラー３０とは反対側、即ち筺体６０の外側に配置されている。

ハーフミラー５０は、図１に示すように、使用時には、スクリーン４０に対して鋭角に傾斜するように配置され、図２に示すように、不使用時には、使用状態から筺体６０に対して回転され、筺体６０の開口した一面を閉じ、スクリーン４０と重なるように配置される。これによって、不使用時の投射型表示装置１０を小型化することができる。

図３に示すように、プロジェクタ２０は、制御部２１、半導体レーザ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ、ミラー２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ，及びＭＥＭＳミラー２４を備えている。制御部２１は、ビデオプロセッサ２１１、レーザドライバ２１２、ＭＥＭＳドライバ２１３を含み、半導体レーザ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ、及びＭＥＭＳミラー２４の動作を制御している。

半導体レーザ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂから出射されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のレーザ光は、ミラー２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂでそれぞれ反射されて、ＭＥＭＳミラー２４へ導かれる。

ＭＥＭＳミラー２４は、図示しない互いに直交するＸ軸及びＹ軸を中心に揺動するように構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂのレーザ光でスクリーン４０を走査するように動作する。

このように構成された投射型表示装置１０では、プロジェクタ２０は、反射ミラー３０を介してスクリーン４０に映像を投射する。ハーフミラー５０に対してスクリーン４０と同じ側からユーザがハーフミラー５０を見ることで、ユーザは、ハーフミラー５０を透過して見えるハーフミラー５０の背景映像と、ハーフミラー５０に反射して見えるプロジェクタ２０がスクリーン４０へ投射した投射映像とを、ハーフミラー５０越しに見ることができる。この際、投射映像は、ハーフミラー５０に対してユーザの反対側において、空中に浮いている様に見えるように映し出される。なお、図１では、説明の便宜上、映像を模式的に記載している。

また、プロジェクタ２０としてＭＥＭＳプロジェクタが用いられているので、投射型表示装置１０の小型化、コストダウン、消費電力・発熱・騒音の低減化を図ることができる。

ハーフミラー５０は、筺体６０に回転自在に支持されているので、ユーザの目線の高さに応じてハーフミラー５０の筐体６０に対する角度を変えることで、より快適な姿勢で映像を見ることができるようになる。

なお、スクリーン４０は、指向性スクリーンであることが好ましい。スクリーン４０の視野角が所定角度に限定されるので、投射映像を他人に見られにくくなり、プライバシーが守られる。このため、他人の目を気にすることなく投射型表示装置１０で映像を見ることができる。また、ハーフミラー５０が１枚構成であることで、複数枚配置されている構成と比較して、さらに視野角が限定され、プライバシーが守られる。

［第２実施形態］
図４に示すように、第２実施形態に係る投射型表示装置１０Ａでは、反射ミラー３０Ａは、プロジェクタ２０から出射されたレーザ光を反射する反射位置とプロジェクタ２０から出射されたレーザ光の光路から退避する退避位置との間で変位自在に構成されている。なお、図４では、反射位置の反射ミラー３０Ａは仮想線で記載され、退避位置の反射ミラー３０Ａは実線で記載されている。

また、投射型表示装置１０Ａでは、筺体６０Ａは、反射ミラー３０Ａが退避位置に配置された状態でプロジェクタ２０から出射されたレーザ光を筐体６０Ａの外部へ出射させる開口部６１を有している。筺体６０Ａは、開口部６１を開閉するドア６２を有している。

プロジェクタ２０としてＭＥＭＳプロジェクタが用いられるので、プロジェクタ２０からはレーザ光が出射される。反射ミラー３０Ａを退避位置に配置した状態で、プロジェクタ２０から開口部６１を通して筐体６０Ａの外部へ、この投射型表示装置１０Ａとは別途に用意された反射型等のスクリーン７１に、映像を投射することが可能となる。即ち、投射型表示装置１０Ａでは、ハーフミラー５０を介して見られる立体映像の表示と、開口部６１を通した投射による平面映像の表示との、２通りの表示を選択的に行うことができる。なお、図４では、説明の便宜上、映像を模式的に記載している。

投射型表示装置１０Ａでは、開口部６１を通した投射による平面映像を表示する際には、ハーフミラー５０は、図２に示す不使用時の位置、即ちスクリーン４０と重なるように配置することで、投射型表示装置１０Ａが小型化され、使い勝手がよくなる。

［第３実施形態］
図５に示すように、第３実施形態に係る投射型表示装置１０Ｂでは、スクリーン４０Ｂの少なくとも一部は、曲面状に構成されている。

投射型表示装置１０Ｂでは、ＭＥＭＳプロジェクタを用いることで映像をレーザ光で投射することとなり、フォーカスフリーとなるので、スクリーン４０Ｂの一部又は全部が曲面状であっても、焦点が合った映像をスクリーン４０Ｂに投射することができる。このため、ハーフミラー５０を介して空中に浮いている様に表示する映像を、スクリーン４０Ｂを厳密に平面にしなくても、焦点が合ったものとすることができる。また、スクリーン４０Ｂの一部又は全部を曲面状とすることで、曲面状の映像や、映像データの映像に歪みが加えられた面白みのある映像を、焦点が合った状態で、空中に浮いている様に表示することができる。

なお、第２実施形態に係る投射型表示装置１０Ａのスクリーン４０の少なくとも一部を、曲面状に構成することもできる。

上述の実施形態のそれぞれの技術的特徴を互いに組み合わせることで、新たな実施形態を構成することが考えられる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 投射型表示装置
２０ プロジェクタ
２４ ＭＥＭＳミラー
３０，３０Ａ 反射ミラー
４０，４０Ｂ スクリーン
５０ ハーフミラー
６０，６０Ａ 筺体
６１ 開口部

Claims (5)

1. 透過型のスクリーンと、
   前記スクリーンに映像を投射するプロジェクタと、
   前記スクリーンに対して前記プロジェクタとは反対側において前記スクリーンに対して鋭角に傾斜するように配置自在に構成されたハーフミラーとを備え、
   前記プロジェクタは、ＭＥＭＳプロジェクタである、投射型表示装置。
2. 前記スクリーンは、指向性スクリーンである、請求項１に記載の投射型表示装置。
3. 前記プロジェクタを内蔵する箱状の筺体をさらに備え、
   前記スクリーンは、前記筺体の開口した一面の少なくとも一部に取り付けられ、
   前記ハーフミラーは、前記筺体の前記一面の一辺に回転自在に支持される、請求項１又は２に記載の投射型表示装置。
4. 前記プロジェクタから出射されたレーザ光を前記スクリーンへ向けて反射する反射位置と前記プロジェクタから出射されたレーザ光の光路から退避する退避位置との間で変位自在に構成された反射ミラーをさらに備え、
   前記筺体は、前記反射ミラーが前記退避位置に配置された状態で前記プロジェクタから出射されたレーザ光を前記筐体の外部へ出射させる開口部を有する、請求項３に記載の投射型表示装置。
5. 前記スクリーンの少なくとも一部は、曲面状である、請求項１から４のいずれかに記載の投射型表示装置。

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