JP3053100B2 - 多面マルチプロジエクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、50形程度のプロジェクタを上下，左右に複
数個並置することにより、さらに大きな画面の画像を得
るのを可能とする多面マルチプロジェクタに関するもの
である。

〔従来の技術〕

多面マルチプロジェクタは、従来実開昭63−56881号
に記載されているように、各光源から出射した光が、そ
れぞれのフレネルスクリーンを透過したのちに、ある１
点に集束するような構造になっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、それぞれのフレネルスクリーンを透
過した光が集束するある１点から観視したときには、非
常に明るく良好な画像を見ることができるが、上記１点
以外から観視した場合には暗い画像になる。上記１点以
外の点から観視する可能性が実際には高いにもかかわら
ず、この場合の観視については配慮されていなかった。
例えば、互いに隣り合ったプロジェクタの光路を第８図
に示す。第８図において、１は投写装置,2はフレネルス
クリーン、３はレンチキュラシートであり、投写装置か
ら出射した光がスクリーンを透過した後に、ある１点に
集中する構造になっている。

例えば、図中のＢの位置からこのスクリーンのａ点,b
点を観視した場合は、ａ点もｂ点も同じ明るさに見え
る。しかし、Ｂ′の位置から観視した場合は、スクリー
ンの指向性のために、ａ点は比較的明るく見えるがｂ点
は異常に暗く見える。したがって、画面に輝度むらが生
じるという問題があった。

上記問題の他、つぎに示すような種々の問題が存在す
る。

一般に明るさは光源からの距離の２乗に反比例して減
少することが知られている。これは、プロジェクタの中
央部と周辺部との輝度差を生じる原因の１つである。第
９図にプロジェクタの投写光学系の縦方向断面図を示し
て説明する。

投写装置から出射されフレネルスクリーンの中央部に
入射する光の光路長をｌとすると、周辺部に入射する光
の光路長はΔｌだけ長くなる。これにより、周辺部の明
るさＷ′と中央部の明るさＷとの比は で表わせる。上記式より光路長差Δｌが増加するにした
がって、周辺部と中央部との明るさの比は小さくなる。
そのため、中央部に較べて周辺部が暗くなるのである。

また、各プロジェクタのスクリーンは、投写装置から
の光を集光するフレネルスクリーンと、その集光された
光を拡散するレンチキュラシートとからなっている。上
記レンチキュラシートは、入射してきた光を水平方向に
多く出射する構成になっており、水平方向の視野角は比
較的広いが、垂直方向に出射する光が少ないので、垂直
方向の視野角は狭い。このため、特に200形以上の大画
面の多面マルチプロジェクタの場合は、最上段のプロジ
ェクタを見た時と最下段のプロジェクタを見た時では、
各プロジェクタごとに見る角度が異なって輝度差を生
じ、下段のプロジェクタは明るく見えるが、上段のプロ
ジェクタが暗く見えるという問題があった。

また、他の問題を第10図を用いて説明する。従来の多
面マルチプロジェクタの継ぎ目付近には、第10図に示す
ように互いに隣り合ったプロジェクタの画像が重なるの
を防ぐため、各画面ごとにオーバースキャン光を仕切る
光仕切り板を配置していた。しかし、上記光仕切り板を
取り付ける際部分的にスクリーンが反っていたりした場
合には、上記光仕切り板がスクリーンにぴったり付か
ず、スクリーンと光仕切り板との間に隙間を生じ、そこ
からもれた光が隣りのスクリーンに入射し、画像を劣化
させるという問題があった。

さらに、他の問題として、レンチキュラシートが周囲
の温度，湿度の変化によってたわみ、コンバーゼンスや
フオーカスがずれるということがあった。

本発明の目的は、上記諸問題を解決し、継ぎ目が目立
たない薄形の多面マルチプロジェクタを得ることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、各プロジェク
タのフレネルスクリーンを透過した光が、すべて平行光
になるように投写装置を配置し、その平行光を入射レン
ズと出射レンズとのピッチが同じである平行レンチキュ
ラシートで拡散したものである。また、各プロジェクタ
の投写装置からスクリーンの中央部と周辺部とに入射す
る光の光路長差を少なくするために、例えば50形のプロ
ジェクタの投写距離をのばして拡大投写し、その画像の
中央部に位置する50形プロジェクタの部分を使用したも
のである。

そして、各スクリーン相互の接合部またはその近傍と
光仕切り板との間に、光非透過性物質を配置したもので
ある。

さらに、レンチキュラシートとフレネルスクリーンと
のあいだの空気を、真空ポンプを用いて吸い出し、それ
らの間の気圧を外気圧よりも小さくするものである。

さらにまた、クロスレンチスクリーンに光源から出射
された光を、フレネルスクリーンで集光し入射させるも
のであり、各プロジェクタの光路を反射鏡を使って折り
返し、さらにそれぞれを１つのユニットにして、それら
を上下，左右方向に積み重ねる構成にしたものである。

〔作用〕

上記記載の各手段はそれぞれつぎのように作用する。
各プロジェクタから投写された光は、各フレネルスクリ
ーンを透過したのち、平行光となり、入射レンズと出射
レンズとのピッチがスクリーン全体にわたって同じであ
る、平行レンチキュラシートで拡散される。したがっ
て、互いに隣り合ったプロジェクタの視角変化による輝
度の変化、すなわち、輝度の視角特性が同様になり、斜
めから見てもスクリーン上の輝度差が少なくなり、比較
的均一な明るさの画像観視が可能になる。

さらに、例えば50形プロジェクタの投写距離をのばし
て拡大投写し、その中央部の50形の部分を使用すること
によって、投写装置から出射し、各スクリーンの中央部
と周辺部に入射する光の光路長差が小さくなる。一方、
各スクリーン上で中央部と周辺部とで輝度差を生じる原
因の１つは、上記光路長差であり、それは光の強さが光
源からスクリーンまでの距離の２乗に反比例して弱くな
るためである。これにより、スクリーンでの中央部と周
辺部との輝度差を少なくてできる。

さらに、各スクリーンの継ぎ目付近を光非透過性物質
とし、また上記物質の幅を最適化することにより、スク
リーンと仕切り板とのすき間から隣りのスクリーンに入
射する光を遮断し、画像の劣化を防止することができ
る。

光路送り返しミラーを用いることで奥行を薄形化した
ユニットを、上下，左右方向に積重ねる構造とすること
で、薄形の大画面を実現することができる。

さらに、レンチキュラシートとフレネルスクリーン間
の空気を真空ポンプ等で吸出して、その部分の気圧を外
部の気圧より小とすることにより、レンチキュラシート
とフレネルスクリーンは内外の気圧の差によって互いに
押しつけられる。これによりレンチキュラシートのたわ
みを防止することができる。

さらに、クロスレンチスクリーンに入射する光をフレ
ネルスクリーンで集光させることにより、クロスレンチ
スクリーンに入射する光の角度を小さくし、投写距離を
短縮し、装置を薄形にすることができる。

〔実施例〕

つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する第１図
は本発明による多面マルチプロジェクタの第１実施例に
おける投写光学系の要部側面図、第２図は本発明の第２
実施例における投写装置の位置説明図、第３図は本発明
の第３実施例でリアスクリーンの要部斜視図、第４図は
本発明の第４実施例を示す投写光学系の要部断面図、第
５図は本発明の第５実施例を示す投写光学系の要部断面
図、第６図は本発明の第６実施例を示すスクリーン継ぎ
目付近の要部断面図、第７図は本発明の第７実施例を示
すスクリーンおよび真空ポンプの説明図である。第１図
において、１は投写装置であり、この場合はブラウン管
と投写レンズとよりなっている。上記投写装置１はフレ
ネルスクリーン２の焦点に投写レンズの主点が一致する
ように配置されている。このため、上記投写装置１から
出射した光はフレネルスクリーン２を透過したのち、す
べて平行となって、入射レンズと出射レンズのピッチが
全体にわたり一定である平行レンチキュラシート３によ
って、拡散される。したがって、各プロジェクタの中央
部および周辺部の輝度視角特性は、上下，左右方向とも
に法線方向に対して対称になり、互いに隣り合ったプロ
ジェクタの継ぎ目付近の視角特性も同様になり、視角に
よって輝度差を生じたり、継ぎ目が目立つことがなくな
る。従来の装置と本発明装置の互いに隣り合ったプロジ
ェクタの、画面継ぎ目付近の輝度比視角依存性を測定し
た結果の一例を第11図に示す。従来の装置は第11図に示
すように、視角の変化によって継ぎ目を境界として互い
に隣り合ったプロジェクタ間で、輝度差を生じるものが
あった。さらに、上記輝度差は、視角が大きくなるにし
たがって増加する。それに対し本発明の装置では、上記
輝度差が生じていないことを実験により確認した。

第２図に示す第２実施例は、図示のように50形のプロ
ジェクタ投写装置１を１′の位置に配置することによ
り、投写画面を拡大し、その中央部50形の部分を使用す
ることで、フレネルスクリーン２の中央部と周辺部とに
入射する光の光路長差を少なくし、レンチキュラシート
３上での輝度差を少なくすることができる。したがっ
て、これらのプロジェクタの画像を継ぎ合わせた時に
は、各プロジェクタの中央部と継ぎ目付近の輝度差を少
なくすることができ、比較的均一な明るさの多面マルチ
プロジェクタを実現することができる。

第３図に示す第３実施例に使用するスクリーンの断面
図は、従来のレンチキュラシート３とフレネルスクリー
ン２との間に、入射レンズと出射レンズのストライプが
水平であるレンチキュラシート４を配置したものであ
る。上記構成により、投写距離を短縮することができ、
装置全体を薄形化できる。

第４図は第４実施例として本発明の多面マルチプロジ
ェクタの縦方向断面を示した図である。上記多面マルチ
プロジェクタは、全べて同じ形状のユニットプロジェク
タから構成されており、第４図では２段だが上下，左右
方向に何段でも継ぎ合わせることができ、様々な画面サ
イズの多面マルチプロジェクタを実現することができ
る。本実施例では投写装置１から出射した光は、傾斜し
て設けた反射鏡５に反射させたのち、フレネルスクリー
ン２に入射させ、その透過光を平行レンチキュラシート
３によって拡散させている。

本発明による多面マルチプロジェクタは、ブラウン管
式のプロジェクタを使用するものとは限らず、第５図に
示す第５実施例のように、光源８を伴って液晶パネル７
の画像を、レンジ６を介してスクリーン上に投射する構
造とし、液晶プロジェクタを用いた多面マルチプロジェ
クタを構成することができる。

第６実施例を示す第６図は、本発明によるスクリーン
の継ぎ目付近における縦方向断面図である。特にスクリ
ーンの部分的な反りのため、仕切り板９と上記スクリー
ンとの間に隙間ができた状態を示している。上記隙間を
通して隣りのスクリーンに入射しようとする光Ａ′は、
非透過物質10によって遮断するため、隣り合ったスクリ
ーンに入射することがなくなる。したがって、スクリー
ンと上記仕切り板９との間に隙間を生じても、スクリー
ンにおける境界線上に非透過物質10を設置することによ
り、隣りのスクリーンに光が入射して画像を劣化させる
ことがなくなる。

第７図は本発明による多面マルチプロジェクタのスク
リーンの説明図である。本スクリーンの構成はそれぞれ
４枚のレンチキュラシート３とフレネルスクリーン２と
を、１枚の大きな透明板11で支持しており、真空ポンプ
12を用いて、上記レンチキュラシート３とフレネルスク
リーン２との間の空気を吸い出すものである。上記構成
により、レンチキュラシート３とフレネルスクリーン２
との間の気圧が、外気圧に較べて小さくなり、上記レン
チキュラシート３がフレネルスクリーン２に押付けら
れ、上記レンチキュラシート３のたわみを防止すること
ができる。

〔発明の効果〕

上記のように本発明による多面マルチプロジェクタ
は、２つ以上のプロジェクタ画面を、上下左右方向に継
ぎ合わせて大画面を実現する多面マルチプロジェクタに
おいて、光源からの出射光がフレネルスクリーンを透過
したのち、平行光になるように投写装置を配置し、上記
平行光を、入射レンズと出射レンズとのピッチが同じで
ある平行レンチキュラシートを用いて、拡散する構成と
したことにより、つぎに記載するような種々の効果を得
ることができる。

多面マルチプロジェクタの各投写装置から出射した
光が、それぞれのフレネルスクリーンを透過したのち、
平行光となるように配置して、上記平行光を拡散するこ
とにより、各スクリーンの継ぎ目付近の輝度視角特性を
一様にし、視角の変化による各スクリーンにおける継ぎ
目付近の輝度差を少なくすることができる。

各プロジェクタの投写距離を延長して拡散投写し、
その拡大された画像の周辺部をカットすることにより、
投写装置から出射し、スクリーンの中央部と周辺部とに
入射する光の光路長差を少なくすることができ、各スク
リーン上における中央部と周辺部との輝度差を少なくす
ることができる。

スクリーンにクロスレンチスクリーンを使用する場
合は、フレネルスクリーンを用いて集光させると、スク
リーン周辺部に入射する光の入射角を小さくすることが
できる。このため、投写距離を短縮し、装置を薄形に構
成できる。

各プロジェクタの光路を反射鏡を用いて折り返し、
それらの装置を上下，左右方向に積み重ねる構造にする
ことにより、装置全体を薄形化し、任意の大きさの画面
を容易に実現できる。

各スクリーン相互の接合部またはその近傍と光仕切
り板との間に、光非透過性物体を配置することにより、
スクリーンの部分的な反りによって隙間をスクリーンと
光仕切り板との間に生じても、隣り合ったスクリーンに
光が漏れて画像を劣化させることがない。

レンチキュラシートとフレネルスクリーンとの間の
空気を真空ポンプで吸引することにより、上記レンチキ
ュラシートがフレネルスクリーンに密着し、たわみを生
じるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多面マルチプロジェクタの第１実
施例における投写光学系の要部側面図、第２図は本発明
の第２実施例における投写装置の位置説明図、第３図は
本発明の第３実施例でリアスクリーンの要部斜視図、第
４図は本発明の第４実施例を示す投写光学系の要部断面
図、第５図は本発明の第５実施例を示す投写光学系の要
部断面図、第６図は本発明の第６実施例を示すスクリー
ン継ぎ目付近の要部断面図、第７図は本発明の第７実施
例を示すスクリーンおよび真空ポンプの説明図、第８図
は従来装置のスクリーン指向性を示す上面図、第９図は
従来装置の中央部，周辺部における輝度差の説明図、第
10図は従来装置の継ぎ目付近の画質劣化の説明図、第11
図は従来装置と本発明のスクリーン継ぎ目付近の輝度比
視角依存性を比較した図である。 ２……フレネルスクリーン 3,4……レンチキュラシート ５……反射鏡、８……光源 ９……光仕切り板、10……光非透過性物質 12……真空ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−228235（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267748（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−230779（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−161341（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−4535（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/74

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレネルスクリーンとレンチキュラーシー
   トが重ねられて成るユニットスクリーンを複数個平面的
   に組合せ全体スクリーンを形成する多面マルチプロジェ
   クタにおいて、 上記フレネルスクリーンの焦点位置に光源が配され、隣
   接するフレネルスクリーンの接合部の光入射側に、ユニ
   ットスクリーンの画像の重なり合いを防止する光仕切り
   板と、該切り板に対向する光非透過部材とを有し、上記
   レンチキュラーシートは全面にわたり表裏面のレンズ間
   でレンズピッチが互いに等しくかつレンジ光軸が互いに
   一致するようにされていることを特徴とする多面マルチ
   プロジェクタ。