JP2835693B2 - 投写型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大画面映像を容易に得
られる投写型表示装置に関し、詳しくは配線の必要がな
い空間光伝送装置により画像信号，音声信号を送受信す
る空間光伝送システムを備えた投写型表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３５は従来の一般的な投写型表示装置
の構成を示す模式的縦断面図である。図において１は投
写型表示装置である。投写型表示装置１の正面にはスク
リーン５を備え、背面側内部には斜め下向きにミラー４
が取り付けられている。さらに下側には、ミラー４に対
し所定の角度をなすようにＣＲＴ２が取り付けられてお
り、ＣＲＴ２の表示面側には投写レンズ３を備える。

【０００３】ＣＲＴ２に形成された映像は、投写レンズ
３により拡大され、ミラー４で反射せしめられてスクリ
ーン５上に拡大投影される。このとき画像信号，音声信
号は、有線により投写型表示装置１に接続されたＶＴＲ
や光ディスク等の信号源６から与えられるようになって
いる。このため信号源６は投写型表示装置１のすぐ近く
に配せねばならず、テープやディスクを交換するのが不
便であった。また鑑賞者が手元でテープ交換するために
信号源６を鑑賞者の近くに配する場合、信号線を引き回
さなければならず、室内の美観上好ましくなかった。

【０００４】近年、この問題を解決する装置として空間
光伝送装置が注目されている。図３６は従来の空間光伝
送装置を示す構成図である。空間光伝送装置は、投写型
表示装置１から離隔して配置された信号源６に接続され
た空間光伝送送信部（以下、「光送信部」という）７
と、投写型表示装置１の上面に配置して短い信号線を用
いて接続された空間光伝送受信部（以下、「光受信部」
という）８とを備える。光送信部７は、画像信号，音声
信号を変調回路（図示せず）により変調し、発光ダイオ
ード等の光源９にて光信号に変換し、光束１０を出射す
る。図３７は光受信部８の構成を示す模式図である。光
受信部８は、光検知器１１を有する受光部２１と復調回
路（図示せず）とを備える。光受信部８では、光検知器
１１が光束１０を受光し光電変換した後、復調回路にて
信号の復調処理を行い、投写型表示装置１へ与える。

【０００５】このように空間光伝送装置は信号源６と投
写型表示装置１の周囲に信号源を配置する必要がなく、
しかもその間隔を空間的に離すことが可能である。従っ
て投写型表示装置１のように比較的離れた場所から鑑賞
する場合に、長い信号線の引き回しが不要であり特に有
利である。

【０００６】図３８は投写型表示装置にて映像を視聴し
ている状態を示す図である。投写型表示装置１は、投写
光学系によりスクリーン５に４０インチから７０インチ
程度の大画面を表示することができ、多人数の鑑賞者が
数メートル離れた位置から見るのに適した表示装置であ
るが、個人が独占したいとき、又は外部への騒音を防ぐ
ときには、図３８に示す如く、ヘッドホンを接続し、他
人に音声が聞こえないようにして楽しむケースも多い。
このような場合、視聴者は信号線３２にて投写型表示装
置１と接続されたヘッドホン３１を装着する。

【０００７】しかしながら視聴者が、投写型表示装置１
から数メートル離れた位置から視聴する場合、投写型表
示装置１から数メートルの長い信号線３２を接続する必
要がある。この場合は、配線の煩わしさ、信号線３２を
伝送中の信号劣化、鑑賞者の動きが信号線３２の長さに
制約を受ける等の問題があった。

【０００８】空間光伝送装置は、このような問題を解決
する装置としても注目されている。図３９は従来の空間
光伝送装置の他の構成をを示す図である。この空間光伝
送装置は、投写型表示装置１の上面に配置して短い信号
線を用いて接続された空間光伝送送信部（以下、「光送
信部」という）３３と、ヘッドホン３１に接続された空
間光伝送受信部（以下、「光受信部」という）３４とを
備える。光送信部３３は、音声信号を変調回路により変
調し、発光ダイオード等の光源にて光信号に変換し、光
束３５を出射する。光受信部３４では、光検知器が光束
３５を受光し光電変換した後、復調回路にて信号の復調
処理を行い、所望の音声信号をヘッドホン３１へ伝え
る。空間光伝送装置はこのように無線で音声信号を視聴
者に伝送できるので、長い配線の引き回しを必要としな
い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし図３６に示す如
き従来の投写型表示装置１は、光送信部７の光束１０の
広がりと光受信部８の受光面積の小ささに起因する光束
利用効率が低く、長距離の空間光伝送が効率よくできな
いという問題点があった。また投写型表示装置１の上面
に、光受信部８又は光送信部３３を配置しており、外観
上あまり好ましくなかった。

【００１０】光束利用効率が低い主たる要因は、一般に
光源である発光ダイオード９は５度から１０度以上の半
値広がり角を有し、たとえば５ｍ程度空間光伝送すると
直径２ｍ程度の光束径になってしまう。一方、光検知器
１１は画像信号に対応する高速応答が求められるためそ
の面積に制約があり、たとえば３ｍｍから５ｍｍ程度の
大きさにしかできない。つまり、光束の利用効率は面積
比であるから、１０Ｅ−６程度しか利用できない。この
光束利用効率の低さをカバーするために、従来の改善例
として送信部７の中に複数の発光ダイオード９を用いた
り、図３７に示す如く受光部２１の光検知器１１の前面
に口径が１０ｍｍから２０ｍｍ程度の集光レンズ１２を
配して見かけ上受光面積を増加させて対処する必要があ
った。

【００１１】しかしこの時、光送受信部７、８が大型に
なりコスト的に不利になるだけでなく、受信できる光束
１０の入射角が制約をうける問題が依然解消されず存在
する。つまり、図３７に示す様に集光レンズ１２の焦点
距離と光検知器１１の大きさできまる角度θを越える入
射角の光束は光検知器１１で受光することができない。
従って、図３６において光送信部７からの出射光束１０
の向きに対向するように、受光部２１の向きを調整する
必要があるなどの問題点があった。

【００１２】また図３９に示す従来の投写型表示装置１
においても、光束３５の指向性のために、鑑賞者の位置
が制約されるという問題点があった。さらに図３６に示
すものと同様に、投写型表示装置１の上面に、光受信部
８又は光送信部３３を配置しており、外観上あまり好ま
しくないという問題もあった。

【００１３】一般に、送信装置７に用いる光源の発光ダ
イオードは５度から１０度以上の半値広がり角を有し、
たとえば５ｍ程度空間光伝送すると直径２ｍ程度の光束
径になる。一方、投写型表示装置１は水平方向で約１４
０度、垂直方向で約３０度の広い視野範囲を有するの
で、視聴者の位置によっては光束３５を受光するのに、
光束３５の中心線である光軸３６が光受信部３４に向く
ように光送信部３３の向きを調節する必要がある等の問
題点があった。

【００１４】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、光送信部又は光受信部を内蔵する
ことにより、光送信部又は光受信部を大型にすることな
く、光束利用効率が高く、広範囲で送受信することがで
きる投写型表示装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の投写型表
示装置は、空間光伝送された光信号の光束はスクリーン
を介して、内蔵された光受信部により受信されることを
特徴とする。

【００１６】請求項２記載の投写型表示装置は、請求項
１において、光受信部は、円錐状をなし、入射部の口径
は出射部の口径より大きく、前記円錐状の頂角を投写レ
ンズの画角以上とした反射鏡を光検知器の前面に備える
ことを特徴とする。

【００１７】請求項３記載の投写型表示装置は、請求項
１において、光受信部は、円錐状をなし、入射部の口径
は出射部の口径より大きく、頂角を３０度以上としたラ
イトガイドバルブを光検知器の前面に備えることを特徴
とする。

【００１８】請求項４記載の投写型表示装置は、請求項
１において、光検知器は投写レンズの近傍に配置され、
複数の集光レンズの焦点が光検知器近傍となるように配
置されていることを特徴とする。

【００１９】請求項５記載の投写型表示装置は、請求項
４において、複数の集光レンズは半球状の表面に一体成
形されていることを特徴とする。

【００２０】請求項６記載の投写型表示装置は、請求項
１において、フレネルレンズ板はレンチキュラー板より
大きいことを特徴とする。

【００２１】請求項７記載の投写型表示装置は、請求項
１において、フレネルレンズ板のレンチキュラー板より
大きい領域は近赤外線透過フィルタにて覆われているこ
とを特徴とする。

【００２２】請求項８記載の投写型表示装置は、請求項
１において、光検知器は投写レンズより画像形成手段側
に配置されていることを特徴とする。

【００２３】請求項９記載の投写型表示装置は、光検知
器と集光レンズとを有する光受信部が内蔵されており、
前記光信号は前記集光レンズを介して受信されるように
なしてあることを特徴とする。

【００２４】請求項１０記載の投写型表示装置は、請求
項９において、光検知器及び集光レンズの光軸を回動さ
せて調整する光軸調整機構を備えることを特徴とする。

【００２５】請求項１１記載の投写型表示装置は、請求
項９において、集光レンズはフレネルレンズであること
を特徴とする。

【００２６】請求項１２記載の投写型表示装置は、請求
項１１において、フレネルレンズ板のレンチキュラー板
より大きい領域には、フレネルレンズ板の焦点距離より
短い焦点距離を有するフレネルレンズが一体的に形成さ
れていることを特徴とする。

【００２７】請求項１３記載の投写型表示装置は、請求
項１１において、フレネルレンズ板のレンチキュラー板
より大きい領域には、焦点距離が略同じである複数のフ
レネルレンズが並べられていることを特徴とする。

【００２８】請求項１４記載の投写型表示装置は、請求
項１３において、焦点距離が略同じである複数のフレネ
ルレンズはフレネルレンズ板と一体的に形成されている
ことを特徴とする。

【００２９】請求項１５記載の投写型表示装置は、請求
項１３において、複数のフレネルレンズは偏心度が異な
ることを特徴とする。

【００３０】請求項１６記載の投写型表示装置は、請求
項１５において、焦点距離が略同じであり偏心度が異な
る複数のフレネルレンズはフレネルレンズ板と一体的に
形成されていることを特徴とする。

【００３１】請求項１７記載の投写型表示装置は、内蔵
された光送信部から発せられた光信号は、スクリーンを
介して外部へ送信されるようになしてあることを特徴と
する。

【００３２】請求項１８記載の投写型表示装置は、請求
項１７において、光送信部は複数の光源を有することを
特徴とする。

【００３３】請求項１９記載の投写型表示装置は、請求
項１７において、光源は投写レンズの近傍に配置されて
おり、前記光送信部から出射される光束の広がり角度を
投写レンズの画角に略合わせてあることを特徴とする。

【００３４】請求項２０記載の投写型表示装置は、請求
項１７において、光送信部から出射される光束の光軸方
向を調整する光軸調整機構と、前記光軸方向を制御する
無線制御手段とを備えることを特徴とする。

【００３５】請求項２１記載の投写型表示装置は、請求
項１７において、光源は画像形成手段の近傍に配置され
ており、光源からの光束は前記投写レンズ及びスクリー
ンを介して出射されるようになしてあることを特徴とす
る。

【００３６】請求項２２記載の投写型表示装置は、請求
項１７において、光源からの光束は画像形成手段により
反射され、投写レンズ及びスクリーンを介して出射され
るようになしてあることを特徴とする。

【００３７】請求項２３記載の投写型表示装置は、請求
項１７において、画像形成手段は、画像を表示するため
の第一の領域と、空間光伝送のための光束を発光する第
二の領域とを有し、第二の領域からは可視外の波長の光
束が発光され、前記投写レンズを介して出射されるよう
になしてあることを特徴とする。

【００３８】請求項２４記載の投写型表示装置は、請求
項１７において、光源は画像形成手段の近傍に配置され
ており、光源からの光束は投写レンズとスクリーンの光
束出射領域とを介して出射されるようになしてあること
を特徴とする。

【００３９】請求項２５記載の投写型表示装置は、請求
項１７において、スクリーンから投写レンズまでの投写
距離より短い距離に光源が配置されており、光源からの
光束はスクリーンを介して出射されるようになしてある
ことを特徴とする。

【００４０】請求項２６記載の投写型表示装置は、請求
項１７において、スクリーンの近傍に近赤外線透過フィ
ルタを備え、光源から出射された光束は近赤外線透過フ
ィルタを介して出射されるようになしてあることを特徴
とする。

【００４１】

【作用】請求項１記載の投写型表示装置では、画像信
号，音声信号が光信号に変調され空間光伝送された光信
号の光束は、大面積であるスクリーンのフレネルレンズ
作用により装置内へ集光入射され、内蔵された光受信部
により受信される。

【００４２】請求項２記載の投写型表示装置では、前記
光受信部は円錐状の反射鏡を光検知器の前面に有し、該
反射鏡入射部の口径は出射部の口径より大きく、頂角を
投写レンズの画角以上としたことにより、スクリーン全
面からの集光光束は反射鏡を多重反射しつつ微小な光検
知器に導かれ受光される。

【００４３】請求項３記載の投写型表示装置では、前記
光受信部は円錐状のライトガイドバルブを光検知器の前
面に有し、該ライトバルブガイド入射部の口径は出射部
の口径より大きく、頂角を３０度以上としたことによ
り、スクリーンにて集光された光束はライトガイドの入
射部にて屈折した後、内部を前半射しつつ微小な光検知
器に導かれ受光される。

【００４４】請求項４記載の投写型表示装置では、空間
光伝送された光信号の光束は、大面積であるスクリーン
のフレネルレンズ作用により装置内へ集光入射され、集
光点付近である投写レンズ近傍に配された光検知器によ
り受信される。該光検知器の前面には、各集光レンズの
焦点近傍に光検知器が位置するように複数の集光レンズ
が配置されている。これにより、スクリーンの各場所か
ら入射された光束は、各々対向した集光レンズにより集
光され光検知器にて受光される。

【００４５】請求項５記載の投写型表示装置では、前記
複数の集光レンズは半球状の表面に一体成形されてお
り、スクリーン全面からのさまざまな入射角の光束を光
検知器に集光受光させる。これにより集光部品の低コス
トが実現する。

【００４６】請求項６記載の投写型表示装置では、空間
光伝送された光信号の光束は、大面積であるスクリーン
のフレネルレンズ板の作用により装置内へ集光入射され
る。ここでフレネルレンズ板はレンチキュラー板より大
きい領域を有することにより、この領域を介して入射さ
れた光束はレンチキュラー板による拡散作用を受けない
ので、透過率が高く、光束の利用効率が向上する。

【００４７】請求項７記載の投写型表示装置では、前記
フレネルレンズ板のみの部分は、近赤外線透過フィルタ
に覆われているので、不要外光が投写型表示装置の内部
へ侵入することはない。

【００４８】請求項８記載の投写型表示装置では、空間
光伝送された光信号の光束は、スクリーンにて集光入射
され、さらに投写レンズにより集光され光検知器にて受
光される。

【００４９】請求項９記載の投写型表示装置では、空間
光伝送された光信号の光束は、集光レンズにより集光さ
れ、光検知器にて受光される。

【００５０】請求項１０記載の投写型表示装置では、光
軸調整機構により、光検知器及び集光レンズの光軸を調
整されるので、光束をロスすることなく光検知器にて受
光される。

【００５１】請求項１１記載の投写型表示装置では、集
光レンズはフレネルレンズとすることにより、小型で安
価なもので構成できる。

【００５２】請求項１２記載の投写型表示装置では、集
光レンズをフレネルレンズとし、スクリーンを構成する
フレネルレンズ板と一体的に成形したので、投写レンズ
からの光束を集光する作用と空間光伝送された光束を集
光する作用を一つの部品で行うことができる。

【００５３】請求項１３記載の投写型表示装置では、集
光レンズをフレネルレンズとし、フレネルレンズを複数
配することにより、光検知器に導くことができる空間光
伝送光束の入射角を拡大することができる。

【００５４】請求項１４記載の投写型表示装置では、フ
レネルレンズ板のレンチキュラー板より大きな領域に受
光用の複数の集光レンズを一体的に成形したので、一つ
の部品でスクリーンとしての作用と、入射角範囲が広い
受光部のレンズ作用とを実現することができる。

【００５５】請求項１５記載の投写型表示装置では、集
光レンズを複数のフレネルレンズとし、各々の偏心度を
異ならせたので、さらに広い入射角の空間光伝送光束を
光検知器に導くことができる。

【００５６】請求項１６記載の投写型表示装置では、フ
レネルレンズ板のレンチキュラー板より大きな領域に受
光用の複数の偏心度が異なる集光レンズを一体的に成形
したので、スクリーンとしての作用と、入射角範囲の広
い受光部のレンズ作用とを一つの部品で実現することが
できる。

【００５７】請求項１７記載の投写型表示装置では、光
送信部を投写レンズ近傍に配したので、スクリーンの効
果により光束は画像光束と略同じ光路をたどり鑑賞者に
伝送される。

【００５８】請求項１８記載の投写型表示装置では、複
数の光源を用いることにより、伝送される光パワーを増
大させることができるので、鑑賞者が比較的遠距離にい
ても所定の品質の画像信号，音声信号を再現できる。

【００５９】請求項１９記載の投写型表示装置では、広
がり角度を投写レンズの画角に略合わせた集光レンズを
介して光源の光束をスクリーンに入射させるので、装置
内での光束のロスをなくすことができる。

【００６０】請求項２０記載の投写型表示装置では、光
送信部から出射される光束の光軸方向を調整する光軸調
整機構と、この光軸方向を制御する無線制御手段を備え
るので、光束の向きを無線により鑑賞者が制御できるの
で、常に最高パワーの光束を受光することができる。

【００６１】請求項２１記載の投写型表示装置では、画
像形成手段の近傍に光源を配することにより、投写レン
ズの集光作用を利用することができるので、装置から離
れた位置にある光受信部へ光束をロス少なく送信するこ
とができる。

【００６２】請求項２２記載の投写型表示装置では、画
像形成手段の近傍におかれた光源からの光束は、画像形
成手段により反射されるので、投写レンズを介して画像
信号と全く同じ光路をたどり送信される。

【００６３】請求項２３記載の投写型表示装置では、空
間光伝送用の光源として画像形成手段を用いることによ
り、空間光伝送用の光束を画像信号と全く同じ光路をた
どり受信することができる。

【００６４】請求項２４記載の投写型表示装置では、ス
クリーンに画像表示領域と光束出射領域とを設けたの
で、光束は光源を画像表示領域の近傍に配してもスクリ
ーンで遮蔽されることなく送信される。

【００６５】請求項２５記載の投写型表示装置では、ス
クリーンから投写レンズまでの投写距離より短い距離に
光源を配することにより、より広い範囲でしかも強いパ
ワーで光信号を送信することができる。

【００６６】請求項２６記載の投写型表示装置では、光
源から発せられた光束はスクリーンと異なる領域から出
射されるが、この領域をフィルタでカバーすることによ
り、内部は外部から見えず、また外光が入射することも
ない。

【００６７】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。 実施例１．図１は、本発明に係る投写型表示装置の実施
例１を示す模式的縦断面図である。図において１は投写
型表示装置である。投写型表示装置１の正面にはスクリ
ーン５を備え、背面側内部には斜め下向きにミラー４が
取り付けられている。さらに下側には、ミラー４に対し
所定の角度をなすようにＣＲＴ２が取り付けられてお
り、ＣＲＴ２の表示面側には投写レンズ３を備える。Ｃ
ＲＴ２に形成された映像は、投写レンズ３により拡大さ
れ、ミラー４で反射せしめられてスクリーン５上に拡大
投影される。

【００６８】空間光伝送装置は、従来と同様、変調回路
と光源とを有する光送信部７、及び光検知器を含む受光
部２１と復調回路１５とを有する光受信部８を備える。
本実施例においては、光受信部８は投写型表示装置１に
内臓され、受光部２１は、投写レンズ３の映像光束の出
側における横に配される。

【００６９】ここで、本発明におけるキーパーツである
スクリーン５の通常機能について説明する。一般にスク
リーン５は図２に示す如く、フレネルレンズ板５１及び
レンチキュラー板５２の２枚構成であり、投写レンズ３
から出射した光束はまずフレネルレンズ板５１により１
０ｍから２０ｍはなれた位置に向かって集光作用を受け
る。この結果画面周辺部の映像も鑑賞者は明るく見るこ
とが出来る。次にレンチキュラー板５２は光束を拡散す
る作用を有し、この結果鑑賞者はスクリーン正面でなく
とも、斜め方向からでも鑑賞することができる。

【００７０】次に、本発明の空間光伝送光路について説
明する。図１において、投写型表示装置１から遠方に配
された光送信部７から出射された光束１０は、スクリー
ン５に入射する。この光束は図２と逆方向に進み、フレ
ネルレンズ板５１により集光点位置である投写レンズ３
付近に集光される。この略スクリーン５全面から集光さ
れた光束１０は受光部２１の光検知器により光電変換さ
れ所望の画像信号，音声信号を得ることができる。

【００７１】本実施例における光検知器１１は所定の応
答速度を満足するために、従来と同様３ｍｍから５ｍｍ
程度の大きさのものを使用する。このときスクリーン５
からの光束１０は全て受光されるわけではなく、集光収
差、拡散効果により無駄になっている光束も存在する。
この際、従来と同様、見かけ上の受光面積を拡大するた
めに図３７に示す如き集光レンズ１２を使用することは
無効である。この理由は以下の如くである。即ち図２に
示すように一般に投写レンズ３の画角２８は５０度以上
あり、空間光伝送光束を受光する際には、スクリーン５
全面から逆に５０度以上の入射角で受光部２１に入射す
る。図３７に示すように集光レンズ１２を使用した場合
は、逆に入射角範囲が１０度程度に制限されるため、本
発明の効果を逆に妨げることになる。

【００７２】このように利用できる光束１０は光検知器
の大きさ、又は手前に配される図３７のような集光レン
ズの口径面積により制限されたが、本発明では大画面で
あるスクリーン５全面に入射する光束１０を受光部２１
にて受光することができるので、利用効率が１０００倍
程度向上する。この結果空間を伝送できる距離は長距離
化される。

【００７３】さらに、スクリーン５ではレンチキュラー
板５２によりある程度拡散されているので、スクリーン
正面から光束１０を入射させずとも、斜め方向からの光
束も効率よく受光できる。一般的にはスクリーン５に向
かって水平方向で１４０度、垂直方向で３０程度の入射
角が許容でき、図３７のような従来の受光部２１よりは
るかに大きい入射許容角を実現できる。

【００７４】また本発明では、光受信部８の全体を表示
装置１内部に内蔵したので、光受信部８と投写型表示装
置１の電気回路（図示せず）との信号線距離を従来に比
べ大幅に短縮でき、ＳＮの高い投写映像を実現できる。
また、外観上も従来のような外付けでないので優れてい
る。

【００７５】実施例２．図３は、本発明に係る投写型表
示装置の実施例２を示す構成図であり、光受信部の受光
部２１のみを示す。本実施例における受光部２１は、コ
ーン状の反射鏡１３の小径部内側に光検知器１１を備え
た構成をなす。ここで反射鏡１３の入射口径１５を光検
知器１１に比べ、たとえば面積比で１０倍以上にしてあ
る。入射口径１５内に入射した光束は、反射鏡１３の内
面にて数回反射され、光検知器１１に受光される。また
反射鏡１３の頂角１６を投写レンズ３の画角２８以上の
例えば５０度にすれば、スクリーン５全面からの光束を
受光することができる。さらに光検知器１１は、反射鏡
１３の外部に配置するよりも内部に配置した方が効果が
高い。その他の構成は実施例１と同様であり、その説明
を省略する。

【００７６】本実施例では、本発明の効果を妨げずに、
実施例１よりも光束利用効率を１０倍以上に向上するこ
とができる。さらにこれにより空間光伝送距離を長距離
化することができる。なお本コーン状の反射鏡は例えば
プラスチック成形で作製したものに、内面にアルミコー
ティングし鏡面にしたようなもので十分であり、高価な
光学部品を使用する必要はない。

【００７７】実施例３．図４は、本発明に係る投写型表
示装置の実施例３を示す構成図であり、光受信部の受光
部２１のみを示す。本実施例における受光部２１は、円
錐状をしたプラスチック材のバルブ１７の小径部外側に
光検知器１１を備えた構成をなす。スクリーン５から入
射した光束１０は入射口径部１５で屈折したのち反射、
全反射をくりかえし光検知器１１にて受光される。その
他の構成は実施例１と同様であり、その説明を省略す
る。

【００７８】本実施例における作用は実施例１の作用に
加え以下のような作用を有する。バルブ１７はライトガ
イドとして作用するため、入射した光束１０は入射開口
部１５で屈折される。従ってスネルの法則によりバルブ
１７の頂角１６は、投写レンズ３の画角が５０度程度で
あっても、プラスチック材の材質にもよるが略３０度程
度で、スクリーン５全面からの光束を光検知器１１へ導
くことができる。このとき光検知器１１はバルブ１７の
出射開口部１８に透明な接着剤等でオプティカルカップ
リングしたほうが効果が高い。また、スクリーン５から
の光束をなるべく効率よく受光するためには、受光部２
１は投写レンズ３の近くに配するのが好ましい。

【００７９】実施例４．図５は、本発明に係る投写型表
示装置の実施例４を示す構成図であり、光受信部の受光
部２１のみを示す。実施例１において、図３７に示す従
来装置にて使用していた集光レンズ１２を用いないほう
が好ましいと述べたが、本実施例では複数の集光レンズ
１９を用いることで許容入射角の問題を解決できる。図
５において、各集光レンズ１９の焦点位置はすべて一点
に一致するよう配され、この集光点に光検知器１１が置
かれている。その他の構成は実施例１と同様であり、そ
の説明は省略する。

【００８０】ここで各集光レンズ１９の入射角範囲は狭
いものの、複数個使用することでスクリーン５からの光
束１０は全て一個の光検知器１１上に受光できる。集光
レンズ１９は、最外周レンズの光軸が成す角２０が投写
レンンズ３の画角、たとえば５０度程度になるよう配す
れば良い。

【００８１】実施例５．図６は、本発明に係る投写型表
示装置の実施例５を示す構成図であり、受信部の受光部
２１のみを示す。本実施例では実施例４に示す複数個の
集光レンズ１９を半球状に並べ、一体にプラスチック成
形にて作製した光学素子２０を用いる。このとき各レン
ズエレメントの集光点は半球の中心に一致させ、光検知
器１１を中心に配すればよい。その他の構成は実施例１
と同様であり、その説明は省略する。本実施例において
もスクリーン５全面からの光束１０を光検知器１１に導
き受光させることができる。

【００８２】実施例６．図７は、本発明に係る投写型表
示装置の実施例６を示す模式的縦断面図である。本実施
例では、スクリーン５の上下方向において、フレネルレ
ンズ板５１をレンチキュラー板５２より大きくなしてあ
り、スクリーン５の下辺部５３にはレンチキュラー板５
２がない状態となっている。その他の構成は実施例１と
同様であり、同符号を付してその説明は省略する。

【００８３】次に、実施例６における空間光伝送光路に
ついて説明する。図７において投写型表示装置１から離
れた位置に配された光送信部７から出射された光束１０
は、スクリーン５に入射する。スクリーン５を構成する
フレネルレンズ板５１は、レンチキュラー板５２より面
積が大きい。入射した光束１０は図２と逆方向に進み、
フレネルレンズ板５１により集光点位置である投写レン
ズ３付近に集光される。集光された光束１０は受光部２
１内に設けられた光検知器により光電変換されたのち復
調回路により所定の画像信号および音声信号に復調され
る。

【００８４】実施例６によれば光束の利用効率が従来よ
り大幅に向上する。前述した如く、従来装置において利
用できる光束１０は、光検知器の大きさ、もしくは手前
に配される図３７のような集光レンズ１２の口径面積に
制限されたが、実施例６では、大画面であるスクリーン
５全面に入射する光束１０を受光部２１に集光できるの
で１０００倍程度の利用効率向上を果たす。さらにフレ
ネルレンズ板５１のうち、レンチキュラー板５２がない
下辺部５３を透過した光束１０はレンチキュラー板５２
の拡散効果を免れるので、非常に高い利用効率を実現で
きる。なぜならフレネルレンズ板５１だけの透過率は９
０％以上に及ぶからである。この結果、長距離の空間を
伝送させることが飛躍的に容易となる。

【００８５】実施例７．図８は、本発明に係る投写型表
示装置の実施例７を示す模式的縦断面図である。本実施
例では、実施例６と同様、スクリーン５の下部にレンチ
キュラー板５２がない下辺部５３を設けてある。そして
光送信部７は、光源９の出射光を略平行光束とするレン
ズ１４を備える。これにより光送信部７からの光束１０
は、レンズ１４にて略平行光束となって伝送され、レン
チキュラー板５２が存在しない下辺部５３に入射される
ようになっている。本実施例によれば、効率よく投写型
表示装置１内部へ光束１０を集光入射させることができ
る。

【００８６】実施例８．図７，図８に示す実施例６，７
では、投写型表示装置１の投写画像はレンチキュラー板
５２の存在する部分に表示される。これに対し、レンチ
キュラー板５２が存在しない下辺部５３は、画像が表示
されないので、投写画像にとっては不要な部分であり、
むしろ外光が入射し、コントラストを劣化させる等の弊
害が生じる。

【００８７】図９は上述のような問題点の解消を図っ
た、本発明に係る投写型表示装置の実施例８を示す模式
的縦断面図である。レンチキュラー板５２が存在しない
下辺部５３の前面に、近赤外線透過フィルタ６２を配設
したものである。その他の構成は図７に示すものと同様
であり、同符号を付して説明を省略する。

【００８８】図１０は近赤外線透過フィルタ６２におけ
る透過波長とその透過率との関係を示す特性図である。
近赤外線透過フィルタ６２の特性を実線で示しており、
約７００ナノメートル（ｎｍ）以上の近赤外線光を透過
することが判る。空間光伝送装置の光源に一般に使用さ
れる近赤外線の波長（８００〜１０００ナノメートル）
を破線で示している。近赤外線透過フィルタ６２を備え
ることにより、光送信部７から送信される近赤外光は近
赤外線透過フィルタ６２を透過して投写型表示装置１内
へ入射するが、可視光は近赤外線透過フィルタ６２を透
過することができないので投写型表示装置１内に入射さ
れない。従ってコントラストが高い表示性能を保つこと
ができる。

【００８９】実施例９．図１１は、本発明に係る投写型
表示装置の実施例９を示す模式的縦断面図である。本実
施例では、受光部２１の光検知器１１が、ＣＲＴ２の表
示面２２の横に配置されている。図１と同一符号はそれ
ぞれ同一または相当部分を示している。スクリーン５か
ら入射された光束１０は、比較的大口径である投写レン
ズ３によってさらに集光され、光検知器１１に略集めら
れる。このため実施例８よりも光束利用効率が向上し、
さらに長距離の空間光伝送が可能となる。

【００９０】実施例１０．図１２は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例１０を示す模式的縦断面図である。
投写型表示装置１の正面に設けられたスクリーン５の下
側には、近赤外線透過フィルタ６２が備えられており、
近赤外線透過フィルタ６２の内側に受光部２１が設けら
れている。正面から入射された光束１０は受光部２１に
て受光されるようになっている。受光部２１は図３７と
同様に集光レンズ１２と光検知器１１からなり、集光レ
ンズ１２により比較的面積の大きい領域の光束１０を検
知器に集光できる。その他の構成は図１に示すものと同
様であり、同符号を付して説明を省略する。

【００９１】次に実施例１０における空間光伝送光路に
ついて説明する。図１２において、表示装置１から遠方
に配された光送信部７から出射された光束１０は、受光
部２１に入射する。光信号は受光部２１にて光電変換さ
れたのち復調回路１５により所定の信号に復調される。

【００９２】また本実施例では、実施例８と同様、受光
部２１の前段に近赤外線透過フィルタ６２を有し、光送
信部７の光源の波長と異なる外光が進入しないようにし
たのでコントラストの高い投写映像を保持できる。

【００９３】実施例１１．図１３は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例１１を示す構成図であり、光送信部
７及び光受信部８の受光部２１のみを示す。受光部２１
は光検知器１１と受光レンズ１２からなり、全体を回動
できる光軸調整機構１６を有する。光送信部７から出射
される光束１０は投写型表示装置１に対し必ずしも正面
から照射されるわけではなく、斜めから入射する場合も
考えられる。このとき集光レンズ１２の光軸と入射され
る光束１０の光軸１０ａを合わせるように、受光部２１
の角度を光軸調整機構１６にて調整すれば、常に効率よ
く光束を光検知器１１に導くことができる。

【００９４】実施例１２．図１４は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例１２を示す構成図であり、受光部２
１のみを示す。実施例１２では集光レンズ１２として凸
レンズを用いたが、本実施例では図１４に示すようなフ
レネルレンズ２３を使用している。これにより構成を簡
素化でき低コスト化を実現できる。フレネルレンズ２３
はなるべく短焦点距離のものがよく、受光部２１の小型
化、光束１０の入射許容角の拡大が実現できる。

【００９５】実施例１３．図１５は本発明に係る投写型
表示装置の実施例１３を示す模式的縦断面図であり、図
１６は図１５に示すフレネルレンズ板５１を示す正面斜
視図である。フレネルレンズ板５１はレンチキュラー板
５２より大きくなしてあり、レンチキュラー板５２が存
在しない下辺部５３には、本来のフレネルレンズ板５１
とは異なる焦点距離のフレネルレンズ２４が一体的に形
成されている。フレネルレンズ２４の焦点距離はフレネ
ルレンズ５１より短いほうが好ましい。

【００９６】図１５、図１６に示す如く、空間光伝送用
の集光レンズとしてフレネルレンズ２４がフレネルスク
リーン５１と一体的に成形されているので、本来の投写
映像に影響を与えることなく、部品を共通化でき、下辺
部５３を設けない実施例と同じ作用、効果を奏する。

【００９７】実施例１４．図１７は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例１４を示す斜視図である。本実施例
では、受光部２１用の集光レンズ２５は、略同じ焦点距
離で同軸の複数のフレネルレンズ２６，２６…からな
り、投写型表示装置１の正面に備えられている。従来、
受光部２１に対し、斜めに入射する光束１０は図３７に
示すように集光レンズ１２の焦点距離と光検知器１１の
大きさで決まる許容角θを越えると受信できなかった。
実施例１１では、これの対策として光軸調整機構１６を
用いたが、本実施例では複数の集光レンズ１２を用いた
ので光軸調整機構１６を要さない。

【００９８】図１８は、実施例１４における光路を説明
するための平面図である。図は一列に並べられたフレネ
ルレンズ２６，２６…と光検知器１１とを示している。
Ａ，Ｂ，Ｃ等さまざまな方向から入射してきた光束１０
の光軸１０ａが光検知器１１に略到達するようにいずれ
かのフレネルレンズ２６に入射した場合、その光束１０
は光検知器１１にて受光される。従って光送信部が投写
型表示装置１の真正面からずれた位置にあっても、光送
信部を投写型表示装置１へ向ければ、光束１０は複数の
フレネルレンズ２６，２６…のうちいずれかに入射され
受光部にて受光される。フレネルレンズ２６，２６…を
並べる方向は縦方向でも横方向でもよいが、光送信部の
位置は縦方向の変化よりも横方向の変化の方が可能性が
高いため、一般には図１７のように横方向に並べ、横方
向の広い範囲から入射してくる斜め入射光束を受光可能
な構成とした方がよい。

【００９９】実施例１５．図１９は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例１５を示す図であり、フレネルレン
ズ板５１のみを示す。本実施例におけるフレネルレンズ
板５１はレンチキュラー板５２より大きく、レンチキュ
ラー板５２が存在しない下辺部５３が設けられている。
この下辺部５３に複数のフレネルレンズ２６，２６…が
一体的に形成されている。その他の構成は上述の実施例
と同様である。これにより実施例１４と同等の作用と効
果を奏することができ、また投写型表示装置の組立性に
優れ、低コスト化を図ることができる。

【０１００】実施例１６．図２０は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例１６を示す斜視図である。本実施例
では、受光部２１用の集光レンズ２５は、複数のフレネ
ルレンズを備え、投写型表示装置１の正面に備えられて
いる。図では７つのフレネルレンズ２７ａ，２７ｂ…２
７ｇを示している。これらフレネルレンズ２７ａ，２７
ｂ…２７ｇは、略同じ焦点距離は有するものの、偏心度
が徐々に異なる。

【０１０１】図２１は、実施例１６における光路を説明
するための平面図である。図は一列に並べられたフレネ
ルレンズ２７ａ，２７ｂ…２７ｇと光検知器１１とを示
している。実施例１４では各々同軸のフレネルレンズ２
６，２６…を用いたので、図１８のように光軸１０ａ上
に光検知器１１が存在する場合のみ光束１０を受光する
ことができたが、本実施例では各フレネルレンズ２７
ａ，２７ｂ…２７ｇの偏心度を異ならせたので、図２１
に示すように、入射角度が小さいＡ方向からの光束１０
をも光検知器１１へ導くことができる。これは偏心した
フレネル集光レンズ１２により光軸１０ａが屈折させら
れるためである。

【０１０２】実施例１７．図２２は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例１７を示す図であり、フレネルレン
ズ板５１のみを示す。本実施例におけるフレネルレンズ
板５１はレンチキュラー板５２より大きく、レンチキュ
ラー板５２が存在しない下辺部５３が設けられている。
フレネルレンズ板５１の下辺部５３には、実施例１６と
同様の、偏心度が徐々に異なる。フレネルレンズ２７
ａ，２７ｂ…２７ｇが一体的に形成されている。その他
の構成は上述の実施例と同様である。これにより実施例
１６と同等の作用と効果を奏することができ、また投写
型表示装置の組立性に優れ、低コスト化を図ることがで
きる。

【０１０３】なお赤外光透過フィルタ６２は実施例１０
〜１７の受光部２１の前面に配してもよい。

【０１０４】実施例１８．図２３は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例１８を示す模式的縦断面図である。
空間光伝送装置は光送信部３３と光受信部３４とを備
え、光送信部３３は投写型表示装置１の中に内蔵されて
おり、投写レンズ３の近傍に取り付けられている。一方
光受信部３４はヘッドホン３１に取り付けられている。
その他の構成は上述の実施例と同様であり、同符号を付
して説明を省略する。

【０１０５】図２４は光送信部３３を示す構成図であ
る。光送信部３３は変調回路４５と光源４６とを備え
る。光源４６は通常、近赤外波長の発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）を用い、本実施例では複数のＬＥＤを用いてい
る。光源４６の発散領域が投写レンズ３の瞳径より小さ
ければ十分スクリーン５にて受光され、投写映像の光路
と同じ光路をたどることができる。光源が複数であるこ
とにより、伝送できる光パワーを増大でき、伝送距離を
ながくできる。

【０１０６】図２５は光受信部３４を示す構成図であ
る。光受信部３４はヘッドホン３１に内蔵されており、
受光された光信号は光検知器４３により光電変換され、
復調回路４４により所定の音声信号に復調されるように
なっている。

【０１０７】図２３に示す投写型表示装置１において
は、ＣＲＴ２の映像が投写レンズ３によって拡大投影さ
れミラー４を介してスクリーン５に結像される。このと
き投写映像光束の光軸４１は略正面にいる鑑賞者に向い
ており明るい映像を楽しむことができる。

【０１０８】次に、実施例１８における空間光伝送光路
について説明する。図２３において、光送信部３３は投
写レンズ３の近傍に配されているため、光送信部３３か
ら出射された光束の光軸４２は、略投写映像の光軸４１
と同じ光路をたどり鑑賞者に照射され、光受信部３４に
て受光される。

【０１０９】本実施例における空間光伝送送信装置は、
この投写レンズ３の近傍に配されているため、出射光束
がスクリーン５にさえ入射すれば、スクリーン５の効果
を映像光束と同様に受け、この結果鑑賞者は映像が見ら
れる位置にいれば、音声信号も受信できるという優れた
効果を得る。また、図３９に示す如き従来装置のように
光送信部３３を外付けでなく、内蔵したので外観上も優
れている。さらに光送信部３３を内蔵したことにより、
信号線が短縮され信号品質劣化を防ぐことができる。

【０１１０】実施例１９．図２６は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例１９を示す構成図であり、光送信部
のみを示す。本実施例における光送信部３３は一個のＬ
ＥＤ４７と集光レンズ４８とを備える。図２４の実施例
では光送信部からの出射光束の発散角４９はＬＥＤ４７
の発散角で決定される。この発散角２０が図２に示す投
写レンズ３の画角２８より大きい場合、全ての光束をス
クリーン５に取り込むことができなくなり、光パワーを
損失する。本実施例では集光レンズ４８を用い、発散角
４９を制御できるので、例えば投写レンズ３の画角２８
に合わせておけばよく、光量を損失なくスクリーン５に
入射させることができる。

【０１１１】実施例２０．実施例１８，１９に示す構成
では、鑑賞者が最も明るい映像を見られる位置と、最も
強い空間光伝送用光束が得られる鑑賞者の位置とが、完
全に一致するように配置することは非常に困難である。
この対策としての実施例２０について説明する。図２７
は、本発明に係る投写型表示装置の実施例２０を示す構
成図であり、光送信部のみを示す。光送信部３３は出射
光束の光軸４２の向きを調節できる光軸調整機構５０を
有する。光送信部３３は図２３と同じく、投写レンズ３
の近傍に配置される。その他の構成は上述の実施例と同
様である。

【０１１２】図２８はレンチキュラー板５２に光源４６
からの光束が入射したときの拡散の様子を示す図であ
る。レンチキュラー板５２によって拡散された光束５１
は拡散角５２を有し、先に述べたように斜め方向に鑑賞
者がいても光束５１を送信できるようになっているが、
光軸４２の方向が最もパワーが強い。そこで、光軸調節
機構５０を用いて、鑑賞者に最も光束５１が多く受光さ
れるように光送信部３３の向きを動かせばよい。光送信
部３３は投写型表示装置１の中に内蔵されているので、
直接手で調整できないが鑑賞者の手元でリモコンを用い
て制御すればよい。

【０１１３】実施例２１．図２９は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例２１の要部を示す構成図である。本
実施例では光送信部３３の少なくとも光源４６を、投写
光学系のＣＲＴ２と並べて配している。その他の構成は
上述の実施例と同様である。このような構成により光源
４６からの出射光束のうち、投写レンズ３の瞳６１を透
過できた光束が、図２３のスクリーン５の縁部に向かう
ことができる。本実施例では投写レンズ３の集光機能を
利用でき、効率よく光束をスクリーンまで伝送できる。

【０１１４】実施例２２．図３０は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例２２の要部を示す構成図である。本
実施例では、実施例２１と同様、光源４６をＣＲＴ２に
並べて配し、さらに光源４６の前方にミラー５４を配す
る。その他の構成は上述の実施例と同様である。

【０１１５】このような構成により光源４６から出射さ
れた光束はミラー５４で反射されＣＲＴ２の表示面に入
射する。ＣＲＴ２の表示面である蛍光体は一般に高い反
射率を有するので、ミラー５４で反射された光束は、こ
の螢光面で図のようにさらに反射されて投写レンズ３に
入射する。本実施例では、空間光伝送用の光束の行路と
映像光束の光路とが完全に一致するので、空間光伝送用
の光束は効率よく投写レンズ３、スクリーン５を介して
鑑賞者に伝送される。映像光束が可視光であるのに対
し、空間光伝送光束は近赤外光で見えないので、映像に
影響を与えることはもちろん無い。

【０１１６】実施例２３．図３１は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例２３におけるＣＲＴ２を示す構成図
である。ＣＲＴ２の表示面５５には通常の画像表示領域
５６と空間光伝送用の発光領域５７とを有する。画像表
示領域５６には可視光を発光する蛍光体が塗布され、電
子銃５８からの電子線５９により走査線６０を描くこと
により画像を形成するようになっている。一方発光領域
５７には近赤外光を発光する蛍光体が塗布され、前記電
子銃５８からの電子線５９により、音声信号に対応する
信号を光信号として発光するようになっている。その他
の構成は上述の実施例と同様である。

【０１１７】発光領域５７から発光した光束は図３０と
同様に投写レンズ３の瞳６１を透過した光束が図２３に
示すスクリーン５の縁部に到達することができる。つま
り発光領域５７は実施例２１，２２における光源４６の
機能を有し、ＣＲＴ２と一体化したことにより、部品の
削減、組み立て性の向上等、優れた効果を奏する。電子
銃５８は、画像表示領域５６を描くためのものと、発光
領域５７用のものと別体の複数構成としてもよい。

【０１１８】実施例２４．図３２は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例２４を示す模式的縦断面図である。
スクリーン５は、投写画像光束にて画像を形成する領域
とは別に画像を形成しない下辺部５３を有する。ＣＲＴ
２と並べて配された光源４６からの光束は光軸４２で示
すように、投写レンズ３を介してスクリーン５の縁部に
伝送される。下辺部５３はこの光束を透過させ、投写型
表示装置１から出射させるための領域として用いられ
る。つまり実施例２１，２２の投写光学系を内蔵した投
写型表示装置１に最適なスクリーン構成である。

【０１１９】このような構成により下辺部５３には投写
画像は表示されないので、可視光を透過しない近赤外線
透過フィルタ６２を前面に配すれば、空間光伝送光束だ
けを透過させ、スクリーンの存在を鑑賞者から隠すこと
ができる。

【０１２０】実施例２５．図３３は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例２５を示す模式的縦断面図である。
実施例１８〜２４では光源４６を投写レンズ３の近傍に
配し、投写画像光束の光路と空間光伝送光束の光路とを
略同経路とし、スクリーン５の作用を有効に利用した
が、本実施例では光送信部３３を投写レンズ３とは離し
て配し、空間光伝送光束をスクリーン５の中程を介して
出射させるようにしている。即ち光送信部３３は、ミラ
ー４を備えるため、投写型表示装置１の背面に形成され
た凸部１ａの底部に取り付けられている。そして光送信
部３３はこの位置からスクリーン５へ向けて光束を出射
するようになしてある。その他の構成は上述の実施例と
同様である。

【０１２１】光送信部３３からスクリーン５までの距離
は、投写レンズ３の投写距離よりも短くしておけば、図
３３のフレネルスクリーン５１の作用により、投写画像
よりも広い範囲で鑑賞者まで伝送させることができる。
当然鑑賞者に到達できるパワーは拡散されるが、光送信
部３３から十分なパワーの光束が出射されるならば、非
常に有効な構成である。

【０１２２】実施例２６．図３４は、本発明に係る投写
型表示装置の実施例２５を示す模式的縦断面図である。
本実施例では、スクリーン５の下側に近赤外線透過フィ
ルタ６２を備え、光送信部３３は近赤外線透過フィルタ
６２の内側に配置されている。光送信部３３から出射さ
れた光束は近赤外線透過フィルタ６２を透過して投写型
表示装置１の外部へ出射される。その他の構成は上述の
実施例と同様である。

【０１２３】本実施例では、光送信部３３が近赤外線透
過フィルタ６２により覆われているため、鑑賞者から光
送信部３３は見えない。従って外観を損なうことはな
い。また空間光伝送光束の出射のためにスクリーン５を
利用しないためスクリーン５の拡散性を利用できない
が、光送信部３３から十分なパワーを出射できれば非常
に有効な構成である。

【０１２４】なお実施例１８〜２６においては、空間光
伝送させる信号は音声信号を用いて説明したが、必要に
応じて画像信号や制御信号でもよく、たとえば投写型表
示装置１から別のディスプレイへの画像信号伝送装置に
も適用できる。

【０１２５】またスクリーン５は、フレネルレンズ板５
１の集光作用及びレンチキュラー板５２の拡散作用を有
するものであればよい。さらに上述の全ての実施例の説
明では映像表示素子としてＣＲＴを用いたが、液晶パネ
ル等のライトバルブを用いた投写型表示装置にも適応で
き同等の効果を奏する。

【０１２６】

【発明の効果】以上のように本発明に係る投写型表示装
置は、光受信部を内蔵し、スクリーンの集光作用を利用
して空間光伝送された光束を受信するので、高い光束利
用効率を実現でき空間光伝送の距離をのばすことが容易
となる。しかも投写型表示装置へ入射される光束の入射
許容角度が拡大される。光受信部が内蔵されていること
により、信号線が短縮されて画像信号のＳＮ比が向上
し、さらに外観上も優れる。

【０１２７】また、受光部は円錐状の反射鏡を備えるの
で、スクリーン全面からの光束を効率良く光検知器に導
くことができる。

【０１２８】また、受光部は円錐状のライトガイドを備
えるので、同じくスクリーン全面からの光束を効率良く
光検知器に導くことができる。

【０１２９】また、光受信部は複数の集光レンズを備え
たので、スクリーンからの入射光束を効率良く光検知器
に受光させることができ、空間光伝送の長距離化が可能
となる。

【０１３０】また、複数の集光レンズを一体成形した光
学部品を用いることにより、高価な光学部品を用いずに
効果を奏することができる。

【０１３１】また、フレネルレンズ板はレンチキュラー
板より大きい領域を有することにより、この領域を介し
て入射された光束はレンチキュラー板による拡散作用を
受けないので、透過率が高く光束の利用効率が向上し、
長距離の空間光伝送が容易となる。

【０１３２】また、レンチキュラー板より大きくしたフ
レネルレンズ板の領域に近赤外線透過フィルタを配し、
この部分から近赤外線の画像信号及び音声信号を入射さ
せるようにしたので、外光が投写型表示装置の内部に入
射することがなく、高コントラストな投写映像を確保す
ることができる。

【０１３３】また、光検知器を画像形成手段の近傍に配
置し、スクリーンを介して入射された光束は投写レンズ
によりさらに集光されて光検知器に入射するようにした
ので、光束を効率良く伝送することができる。

【０１３４】また、集光レンズをスクリーンの近傍に配
置してあるので、スクリーンよりは小さいが広範囲の光
束を入射させることができる。

【０１３５】また、光検知器及び集光レンズの光軸は光
軸調整機構により回動することができるので、効率よく
光束を光検知器に導くことができる。

【０１３６】また、集光レンズをフレネルレンズとした
ので、受光部を小型で、かつ簡素化できる。

【０１３７】また、フレネルスクリーンと集光レンズを
一体的に成形したので、装置の構成を簡素化でき、また
組立性を向上できる。

【０１３８】また、複数の同軸フレネルレンズを並べた
集光レンズを使用することにより、入射光束の入射許容
角度を大幅に広くできる。

【０１３９】また、複数の同軸フレネルレンズをスクリ
ーンと一体的に成形したので、装置の構成を簡素化で
き、また組立性を向上できる。

【０１４０】また、偏心度が異なる複数のフレネルレン
ズを並べた集光レンズを使用することにより、入射光束
の入射許容角度をさらに拡大することができる。

【０１４１】また、偏心度が異なる複数のフレネルレン
ズをスクリーンと一体的に成形したので、装置の構成を
簡素化でき、また組立性を向上できる。

【０１４２】また、光送信部を投写レンズ近傍に内蔵
し、光束はスクリーン又はスクリーン近傍から送信され
るので、スクリーンの効果により光束は画像光束と略同
じ光路をたどり、鑑賞者は映像が見られる位置であれば
光信号を受信することができる。光送信部が内蔵されて
いることにより、外観上も優れる。

【０１４３】また、光送信部は複数の光源を有するの
で、光束のパワーが増大し、伝送距離を比較的長くする
ことができる。

【０１４４】また、光源の前に集光レンズを配したの
で、光束の損失を減少させることができる。

【０１４５】また、光送信部は光源から出射される光束
の光軸方向を調整する光軸調整機構を有するようにした
ので、この光軸調整機構を調整することにより鑑賞者は
常にパワーの強い光信号を受信できる。

【０１４６】また、画像形成手段と同様に、投写レンズ
の集光作用を利用するので、効率よく光束を伝送させる
ことができる。

【０１４７】また、画像形成手段の近傍に光源を配し、
該光源からの光束は画像形成手段により反射させるの
で、光信号は投写画像と全く同じ光路をたどることとと
なり、鑑賞者は映像が見られる位置であれば光信号を受
信することができる。

【０１４８】また、画像形成手段を空間光伝送用の光源
として利用するので、部品点数の削減、組立性の向上を
図ることができる。

【０１４９】また、スクリーンは画像表示領域と光束出
射領域を有し、光源からの光束はスクリーンで反射せし
められることなく、効率よく出射できる。

【０１５０】また、投写レンズからスクリーンまでの投
写距離より短い距離に光送信部の光源を配したので、広
い角度で鑑賞者に光束を伝送させることができる。

【０１５１】また、スクリーン近傍に光送信部の光源を
配し、該光源からの光束はスクリーン近傍に配された近
赤外線透過フィルタを介して出射されるので、美観上優
れ、信号の品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１を示
す模式的縦断面図である。

【図２】 投写型表示装置のスクリーン作用を説明する
ための図である。

【図３】 本発明に係る投写型表示装置の実施例２の受
光部を示す構成図である。

【図４】 本発明に係る投写型表示装置の実施例３の受
光部を示す構成図である。

【図５】 本発明に係る投写型表示装置の実施例４の受
光部を示す構成図である。

【図６】 本発明に係る投写型表示装置の実施例５の受
光部を示す構成図である。

【図７】 本発明に係る投写型表示装置の実施例６を示
す模式的縦断面図である。

【図８】 本発明に係る投写型表示装置の実施例７を示
す模式的縦断面図である。

【図９】 本発明に係る投写型表示装置の実施例８を示
す模式的縦断面図である。

【図１０】 近赤外線透過フィルタにおける透過波長と
その透過率との関係を示す特性図である。

【図１１】 本発明に係る投写型表示装置の実施例９を
示す模式的縦断面図である。

【図１２】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１０
を示す模式的縦断面図である。

【図１３】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１１
の受光部を示す構成図である。

【図１４】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１２
の受光部を示す構成図である。

【図１５】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１３
を示す模式的縦断面図である。

【図１６】 図１５に示すフレネルレンズ板を示す正面
斜視図である。

【図１７】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１４
を示す斜視図である。

【図１８】 実施例１４における光路を説明するための
平面図である。

【図１９】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１５
のフレネルレンズ板を示す図である。

【図２０】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１６
を示す斜視図である。

【図２１】 実施例１６における光路を説明するための
平面図である。

【図２２】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１７
のフレネルレンズ板を示す図である。

【図２３】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１８
を示す模式的縦断面図である。

【図２４】 図２３に示す光送信部の構成図である。

【図２５】 図２３に示す光受信部の構成図である。

【図２６】 本発明に係る投写型表示装置の実施例１９
の光送信部を示す構成図である。

【図２７】 本発明に係る投写型表示装置の実施例２０
の光送信部を示す構成図である。

【図２８】 レンチキュラー板に光源からの光束が入射
したときの拡散の様子を示す図である。

【図２９】 本発明に係る投写型表示装置の実施例２１
の要部を示す構成図である。

【図３０】 本発明に係る投写型表示装置の実施例２２
の要部を示す構成図である。

【図３１】 本発明に係る投写型表示装置の実施例２３
におけるＣＲＴを示す構成図である。

【図３２】 本発明に係る投写型表示装置の実施例２４
を示す模式的縦断面図である。

【図３３】 本発明に係る投写型表示装置の実施例２５
を示す模式的縦断面図である。

【図３４】 本発明に係る投写型表示装置の実施例２６
を示す模式的縦断面図である。

【図３５】 従来の投写型表示装置を示す模式的縦断面
図である。

【図３６】 従来の空間光伝送装置を示す構成図であ
る。

【図３７】 従来の光受信部を示す構成図である。

【図３８】 従来の投写型表示装置にて映像を視聴して
いる状態を示す模式図である。

【図３９】 従来の空間光伝送装置の他の構成を示す構
成図である。

【符号の説明】

１ 投写型表示装置、２ ＣＲＴ、３ 投写レンズ、５
スクリーン、７，３３ 光送信部、８，３４ 光受信
部、９，４６ 光源、１１ 光検知器、１２ 集光レン
ズ、１３ 反射鏡、１７ ライトガイド、１９ 集光レ
ンズ、２１ 受光部、２４，２６，２７ａ〜２７ｇ フ
レネルレンズ、５１ フレネルレンズ板、５２ レンチ
キュラー板、５３ 下辺部、１６，５０ 光軸調整機
構、５４ ミラー、５６ 画像表示領域、５７ 発光領
域、６２ 近赤外線透過フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平5−205133 (32)優先日 平５(1993)８月19日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 塚越 和夫 京都府長岡京市馬場図所１番地 三菱電 機株式会社 京都製作所内 (56)参考文献 特開 平４−100490（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−2476（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−37804（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−3881（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03B 21/10 G02B 27/18

Claims (26)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間光伝送された光信号を受信して、画
   像形成手段により形成された映像を投写レンズにて拡大
   投影して、フレネルレンズ板及びレンチキュラー板を有
   するスクリーンに表示する投写型表示装置において、前
   記光信号を受信する光受信部が内蔵されており、前記光
   信号は前記スクリーンを介して前記光受信部により受信
   されるようになしてあることを特徴とする投写型表示装
   置。
2. 【請求項２】 光受信部は、光検知器と、該光検知器の
   前面に配された円錐状の反射鏡とを有する受光部を備
   え、該受光部は投写レンズの近傍に配置されており、前
   記反射鏡の入射部の口径は出射部の口径より大きく、前
   記円錐状の頂角を投写レンズの画角以上としたことを特
   徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
3. 【請求項３】 光受信部は、光検知器と、該光検知器の
   前面に配された円錐状のライトガイドバルブとを有する
   受光部を備え、該受光部は投写レンズの近傍に配置され
   ており、前記ライトガイドバルブの入射部の口径は出射
   部の口径より大きく、頂角を３０度以上としたことを特
   徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
4. 【請求項４】 光受信部は、光検知器と複数の集光レン
   ズとを備え、前記光検知器は投写レンズの近傍に配さ
   れ、各集光レンズの焦点が前記光検知器近傍となるよう
   に配されていることを特徴とする請求項１記載の投写型
   表示装置。
5. 【請求項５】 前記複数の集光レンズは半球状の表面に
   一体成形されていることを特徴とする請求項４記載の投
   写型表示装置。
6. 【請求項６】 フレネルレンズ板はレンチキュラー板よ
   り大きいことを特徴とする請求項１記載の投写型表示装
   置。
7. 【請求項７】 フレネルレンズ板のレンチキュラー板よ
   り大きい領域は近赤外線透過フィルタにて覆われている
   ことを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
8. 【請求項８】 光受信部は光検知器を有し、該光検知器
   は投写レンズより画像形成手段側に配置されていること
   を特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
9. 【請求項９】 空間光伝送された光信号を受信して、画
   像形成手段により形成された映像を投写レンズにて拡大
   投影して、フレネルレンズ板及びレンチキュラー板を有
   するスクリーンに表示する投写型表示装置において、光
   検知器と集光レンズとを有し、前記光信号を受信する光
   受信部が内蔵されており、前記光信号は前記集光レンズ
   を介して前記光受信部により受信されるようになしてあ
   ることを特徴とする投写型表示装置。
10. 【請求項１０】 光検知器及び集光レンズの光軸を回動
    させて調整する光軸調整機構を備えることを特徴とする
    請求項９記載の投写型表示装置。
11. 【請求項１１】 集光レンズはフレネルレンズであるこ
    とを特徴とする請求項９記載の投写型表示装置。
12. 【請求項１２】 フレネルレンズ板のレンチキュラー板
    より大きい領域には、該フレネルレンズ板の焦点距離よ
    り短い焦点距離を有するフレネルレンズが一体的に形成
    されていることを特徴とする請求項１１記載の投写型表
    示装置。
13. 【請求項１３】 フレネルレンズ板のレンチキュラー板
    より大きい領域には、各々焦点距離が略同じ複数のフレ
    ネルレンズが並べられていることを特徴とする請求項１
    １記載の投写型表示装置。
14. 【請求項１４】 焦点距離が略同じ複数のフレネルレン
    ズは、フレネルレンズ板と一体的に形成されていること
    を特徴とする請求項１３記載の投写型表示装置。
15. 【請求項１５】 複数のフレネルレンズは偏心度が異な
    ることを特徴とする請求項１３記載の投写型表示装置。
16. 【請求項１６】 焦点距離が略同じであり、偏心度が異
    なる複数のフレネルレンズは、フレネルレンズ板と一体
    的に形成されていることを特徴とする請求項１５記載の
    投写型表示装置。
17. 【請求項１７】 画像形成手段により形成された画像を
    投写レンズにて拡大投影してスクリーンに表示し、また
    光源から発せられる光信号を空間光伝送する投写型表示
    装置において、前記光信号を送信する光送信部が内蔵さ
    れており、該光送信部から発せられた光信号は、前記ス
    クリーンを介して外部へ送信されるようになしてあるこ
    とを特徴とする投写型表示装置。
18. 【請求項１８】 光送信部は複数の光源を有し、投写レ
    ンズの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１
    ７記載の投写型表示装置。
19. 【請求項１９】 光送信部は光源と集光レンズを有し、
    該光源は投写レンズの近傍に配置されており、前記光送
    信部から出射される光束の広がり角度を投写レンズの画
    角に略合わせてあることを特徴とする請求項１７記載の
    投写型表示装置。
20. 【請求項２０】 光送信部から出射される光束の光軸方
    向を調整する光軸調整機構と、該光軸調整機構による光
    軸方向を制御するための無線制御手段とを備えるとを特
    徴とする請求項１７記載の投写型表示装置。
21. 【請求項２１】 画像形成手段の近傍に光源を配してあ
    り、該光源からの光束は投写レンズ及びスクリーンを介
    して出射されるようになしてあることを特徴とする請求
    項１７記載の投写型表示装置。
22. 【請求項２２】 画像形成手段の近傍に光源を配してあ
    り、該光源から発せられた光束は前記画像形成手段によ
    り反射され、投写レンズ及びスクリーンを介して出射さ
    れるようになしてあることを特徴とする請求項１７記載
    の投写型表示装置。
23. 【請求項２３】 画像形成手段は、画像を表示するため
    の第一の領域と、空間光伝送のための光束を発するため
    の第二の領域とを有し、第二の領域からは可視外の波長
    の光束が発光され、投写レンズ及びスクリーンを介して
    出射されるようになしてあることを特徴とする請求項１
    ７記載の投写型表示装置。
24. 【請求項２４】 スクリーンは画像表示領域と光束出射
    領域とを有し、前記光源からの光束は投写レンズと前記
    光束出射領域とを介して出射されるようになしてあるこ
    とを特徴とする請求項１７記載の投写型表示装置。
25. 【請求項２５】 スクリーンから投写レンズまでの投写
    距離より短い距離に光源を配し、該光源からの光束は前
    記スクリーンを介して出射されるようになしてあること
    を特徴とする請求項１７記載の投写型表示装置。
26. 【請求項２６】 スクリーンの近傍に近赤外線透過フィ
    ルタを備え、光源は該近赤外線透過フィルタの内側に配
    置されており、前記光源から出射された光束は前記近赤
    外線透過フィルタを介して出射されるようになしてある
    ことを特徴とする請求項１７記載の投写型表示装置。