JP3652838B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に机上に設置されて使用される画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像表示装置としては多種多様なものがあり、例えば、最も普及しているＣＲＴの他に、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイのようなフラットディスプレイや、大型画面表示用の液晶プロジェクタ等がある。これらの中で、個人用としては薄型で設置スペースの少ないフラットディスプレイが期待されている。
【０００３】
ところが、フラットディプレイである液晶ディスプレイやプラズマディスプレイは、製造に微細な加工を要するため、製造の歩留まりが悪く製品コストが高い現状にある。また、画面の大きさとして液晶ディスプレイが２０インチ以下に留まるのに対して、プラズマディスプレイでは２０インチ以上が有望視されているが、プラズマディスプレイの場合には真空を保持するため、厚みのあるガラスで両サイドが構成されるため、重量の重いものとなってしまう。
【０００４】
ところで、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の普及に伴い、操作者がディスプレイを見る時間は長くなってきている。長時間ディスプレイを見ることによる目の疲れを緩和させるために画面前にフィルタを取り付けることも行われている。目の疲れを緩和させるための他の方法として、ディスプレイを操作者の前面に垂直に配置させて目を見開いて見続けさせることを避け、伏せ目状態になるようにディスプレイの画面を配置させたり、伏せ目状態でさらに目の焦点を頻繁に変えられるようにしているものがある。このような点を考慮すると、ディスプレイを小型にすれば、机上でのディスプレイ配置を自由に設定できるものとなり、目の疲れを緩和させることができる上記のような配置等を簡単に取れることになる。
【０００５】
小型化されたディスプレイの一方式としてプロジェクタ方式の画像表示装置がある。これは、液晶表示パネルの表示画像を例えば拡大光学系によって拡大投影してスクリーンに表示させるため、本体自身は小さくても大きな画面が得られる利点がある。反面、スクリーンが乱反射するものであると、スクリーンが設置された環境の室内照度によって画面が見えにくくなる場合がある。この点を改善するため、スクリーンを正反射させるミラー（ハーフミラーを含む）とか、拡大機能を持つ凹面鏡等を用いれば、操作者の見やすさは改善される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような見やすさの改善法によると、正反射によるため、光軸から操作者の視線がずれると、スクリーン上の全画面を捉えることができず、ディスプレイ作業上、不便である。
【０００７】
そこで、本発明は、操作者が全画面を捉えやすくてディスプレイ作業の楽な状態を作り出せるプロジェクタ方式の画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、操作者に対面する反射体と、この反射体に画像を投影するプロジェクタとを備えた画像表示装置において、前記反射体近傍の所定位置に位置決めされて前記反射体に対する最適視覚位置を確認させる最適視覚確認部材を設けた。従って、操作者は反射体を通じて画像を見る際に、最適視覚確認部材を通じて反射体と自己の視覚との関係が最適視覚位置なる関係にあるかを確認し、最適視覚位置なる関係にない場合には反射体の位置、向き或いは自己の状態を調整して最適視覚位置とすることで全画面を捉え得る位置関係を取れる。
【０００９】
例えば、後述の参考例のように、最適視覚確認部材として、マークが指定位置にあるか否かを確認させるマーク部材を用い、最適視覚確認部材を通じて反射体と自己の視覚との関係が最適視覚位置なる関係にあるかを確認する際に、マークによって確認を行うことも考えられる。
【００１０】
請求項１記載の発明では、最適視覚確認部材として、操作者の目の位置を確認させるミラーを用いる。従って、反射体と自己の視覚との関係が最適視覚位置なる関係にあるかを確認するための最適視覚確認部材としてミラーを用いることにより低コストで済む。
【００１１】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像表示装置において、反射体が、プロジェクタからの投影画像を反射するミラーである。従って、反射体としてミラーを用いることにより、最もシンプルかつ低コストに構成し得る。この場合、ミラーとしては、全反射ミラーでもハーフミラーでもよく、全反射ミラーであれば環境変化に強い蒸着膜や破損防止の補強材等を付加することができるので、ショックに強い構成とすることができ、ハーフミラーであればその背景も併せて視認させることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項１記載の画像表示装置において、反射体が、収束作用を示す凹面鏡である。従って、反射体として凹面鏡なる収束作用を示す光学部品を用いることにより、プロジェクタからの投影系に拡大光学系を要せず拡大画像が得られ、装置構成を一層小型化・低コスト化できる。
【００１３】
請求項４記載の発明では、請求項１記載の画像表示装置において、反射体が、収束作用を示すホログラムコンバイナである。従って、ホログラムコンバイナの場合、補正光学系に相当する情報と拡大機能を有する情報とをその平面体に持たせることができるので、反射体としてホログラムコンバイナを用いることにより、プロジェクタからの投影系に拡大光学系を要せず拡大画像が得られる上に、補正光学系を要せずに歪のない投影画像が得られ、装置構成を一層小型化・低コスト化できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
初めに、最適視覚確認部材を設けた画像表示装置の参考例として、図１にプロジェクタ方式の画像表示装置１の概略構成を示す。本体カバー２内には画像を投影するプロジェクタ３が設けられ、このプロジェクタ３による投影画像が第１，２のミラー４，５を介して投影される反射体であるスクリーンミラー６が設けられている。前記プロジェクタ３は、単板式又は３枚板式の液晶パネルと、この液晶パネルの光像を投影照明する光源と、液晶パネルの光像を拡大して前記スクリーンミラー６に投影させる拡大光学系、投影画像の歪を補正する補正光学系（何れも図示せず）等を備えている。また、前記スクリーンミラー６は板状のもので、垂直状態ではなく、前記プロジェクタ３の前面位置にて操作者の伏せ目状態の目７に正対するように斜め上向き状態に取り付けられている。このスクリーンミラー６のスクリーン面６ａは上下・左右の角度を適宜調整し得るように角度調整自在とされている。
【００１５】
このような基本的な構成に加え、本参考例では、前記スクリーンミラー６の一部、例えば、頂部には最適視覚確認部材となるマーク部材８が取り付けられている。このマーク部材８は操作者の目７が、スクリーン面６ａに対して前記プロジェクタ３からの光像を全画面捉える最適位置で対面しているかを操作者が確認するためのもので、スクリーン面６ａと同様に操作者に対面している。ここで、前記マーク部材８は例えば図２に示すような２０ｍｍ立方で透明なアクリル性ブロック体よりなり、操作者に対面する前面８ａには大丸マーク９ａが付され、前面８ａに対向する奥面８ａには大丸マーク９ａの中心位置に対応させて小丸マーク９ｂが付されている。
【００１６】
このような構成において、スクリーン面６ａが操作者に対して最適位置状態で対面しているかは、その操作者がマーク部材８を見ることにより確認できる。即ち、手前側の大丸マーク９ａを通して奥側の小丸マーク９ｂを見たとき、図３（ａ）に示すように大丸マーク９ａの中心に小丸マーク９ｂが見える状態にあれば、操作者の目７がスクリーン面６ａの表示画像を全面的に見え得る最適位置状態にあり、そのままの位置関係でよいことになる。一方、図３（ｂ）に示すような位置関係にあるときには操作者の目７がスクリーン面６ａの表示画像中の右上領域の画像を見ている状態にあり、スクリーン面６ａの表示画像中の左下領域の画像が見えない或いは見えにくい状態にあることを示している。他の方向にずれている場合も同様である。また、特に図示しないが、大丸マーク９ａから外部に外れた位置で小丸マーク９ｂが見える状態では、操作者から見てプロジェクタ３からの投影画像がスクリーン面６ａから外れて全く見えない状態にあることを示す。そこで、何れのずれ方を示す場合でも、大丸マーク９ａの中心に小丸マーク９ｂが見える状態となるように、スクリーンミラー６を角度調整し或いは操作者の姿勢を変えるようにすることで、容易に、スクリーン面６ａの表示画像を全面的に見ることができる状態を確保することができる。特に、本参考例によれば、マーク９ａ，９ｂを利用しているので、スクリーン面６ａと自己の目７との関係が最適視覚位置なる関係にあるかの確認を、客観的かつ方向性のわかりやすい状態で適正に行える。
【００１７】
反射体としてスクリーンミラー６が用いられているが、このスクリーンミラー６は誘電体多層薄膜として形成され、ハーフミラーないしは全反射ミラーとしての特性を示すものとされている。ここで、スクリーンミラー６をハーフミラーの特性を有するものとすれば、投影された表示画像とともにその背面（プロジェクタ３側）の外景色をスクリーン面６ａを通して見ることができる。従って、この場合にはレイアウトを工夫してスクリーン面６ａに対する外景色を遮らない位置にプロジェクタ３を配置させるのがよい。一方、スクリーンミラー６を全反射ミラーの特性を有するものとすれば、スクリーンミラー６に対して環境変化に強い蒸着膜処理を施したり破損防止の補強材を設けることができるので、ショックに強い構成とすることができる。何れにしても、反射体に平板状のミラーを用いた場合には、最もシンプルかつ低コストに構成することができる。
【００１８】
本発明の実施の１形態を図４に基づいて説明する。前記参考例で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以下の実施の形態でも同様とする）。本実施の形態では、参考例におけるマーク部材８に代えて、ミラー１０が最適視覚確認部材として設けられている。このミラー１０は例えばスクリーンミラー６の一側上部付近で操作者１１に対面するように取付けられている。このミラー１０にはその部分を抽出して拡大して示すように楕円形状のマーク１０ａが付されている。
【００１９】
このような構成において、スクリーン面６ａが操作者に対して最適位置状態で対面しているかは、その操作者１１がミラー１０を見ることにより確認できる。即ち、スクリーン面６ａ脇のミラー１０を見たとき、自己の両方の目７がマーク１０ａ中に収まるように見える状態にあれば、操作者１１の目７がスクリーン面６ａの表示画像を全面的に見得る最適位置状態にあり、そのままの位置関係でよいことになる。一方、自己の両方の目７の見え方がマーク１０ａから外れている場合には、その外れの状態に応じて、スクリーン面６ａの表示画像の一部又は全部が見えない或いは見えにくい状態にあることになる。そこで、このような場合には、自己の両方の目７がマーク１０ａ中に収まって見える状態となるように、スクリーンミラー６を角度調整し或いは操作者の姿勢を変えるようにすることで、容易に、スクリーン面６ａの表示画像を全面的に見ることができる状態を確保することができる。
【００２０】
なお、本実施の形態では、両方の目７が収まって見える状態を最適状態とするマーク１０ａをミラー１０に付したが、例えば、片方の目７のみが見える状態に規制するマークであってもよく、或いは、マーク無しとしミラー１０の大きさのみを適正な大きさに規制することで最適状態を確認できるようにしてもよい。
【００２１】
本発明の別の参考例を図５に基づいて説明する。本実施の形態では、平板状のスクリーンミラー６に代えて、光学的な収束作用を示す凹面鏡１２が反射体として設けられている。ミラー自体はハーフミラー又は全反射ミラーの何れの特性を持つものであってもよい。また、このような凹面鏡１２は投影画像を拡大させる機能を持つため、本実施の形態中のプロジェクタ３としては拡大光学系を有しないものが用いられている。もっとも、凹面鏡１２に対する投影光学系中には投影画像の歪を補正するための補正光学系は組み込まれている。最適視覚確認部材、例えば、マーク部材８は本参考例でも同様に用いられている。
【００２２】
本参考例によれば、平板状のスクリーンミラー６に代えて、光学的な収束作用を示す凹面鏡１２を用いて構成されているので、拡大光学系を必要とせず、装置自体をより小型で低コストに構成することができる。また、本参考例の場合の凹面鏡１２のスクリーン面１２ａが操作者に対して最適位置状態で対面しているかは、前述した場合と同様に、その操作者がマーク部材８を見ることにより確認できる。
【００２３】
本発明の実施の別形態を説明する。本実施の形態では、凹面鏡１２に代えて、収束作用を示すホログラムコンバイナが反射体として用いられている。ホログラムコンバイナについては、特に図示しないがホログラムを作製する場合と同様な作製工程を経て作製されるものであり、補正光学系に相当する情報と拡大機能を有する情報とを平面体であるホログラムコンバイナに盛り込めるものである。よって、反射体として平面状又は凹面状のミラー６又は１２を用いた場合にはプロジェクタ３の内部の液晶パネルの画像を歪なく投影するために投影光学系中に何らかの補正光学系を必要とするが、本実施の形態のようにホログラムコンバイナを用いれば補正機能を持たせることができ、別個に補正光学系を必要とせず、かつ、収束作用を持たせることで拡大光学系も不要にすることができる。このようなホログラムコンバイナの場合でも、光学的にはハーフミラー特性を持たせて背景が見えるようにすることはでき、背景を見せたくない場合にはホログラムコンバイナの背面に遮光体を配設すればよい。最適視覚確認部材に関しては、前述した実施の形態の場合と同様にミラー１０を用いて構成すればよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、操作者に対面する反射体と、この反射体に画像を投影するプロジェクタとを備えた画像表示装置において、反射体近傍の所定位置に位置決めされて反射体に対する最適視覚位置を確認させる最適視覚確認部材を設けたので、操作者は反射体を通じて画像を見る際に、最適視覚確認部材を通じて反射体と自己の視覚との関係が最適視覚位置なる関係にあるかを確認し、最適視覚位置なる関係にない場合には反射体の位置、向き或いは自己の状態を調整して最適視覚位置とすることで全画面を捉え得る位置関係を取ることが可能になる。」
【００２６】
請求項１記載の発明によれば、請求項１記載の画像表示装置において、最適視覚確認部材を、操作者の目の位置を確認させるミラーとしたので、反射体と自己の視覚との関係が最適視覚位置なる関係にあるかを確認するための最適視覚確認部材としてミラーを用いることにより低コストで済ませることができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像表示装置において、反射体を、プロジェクタからの投影画像を反射するミラーとしたので、最もシンプルかつ低コストに構成できる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の画像表示装置において、反射体を、収束作用を示す凹面鏡としたので、プロジェクタからの投影系に拡大光学系を要せず拡大画像を得ることができ、よって、装置構成を一層小型化・低コスト化することができる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の画像表示装置において、反射体を、補正光学系に相当する情報と拡大機能を有する情報とをその平面体に持たせることができるホログラムコンバイナとしたので、プロジェクタからの投影系に拡大光学系を要せず拡大画像を得ることができる上に、補正光学系を要せずに歪のない投影画像を得ることができ、装置構成を一層小型化・低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像表示装置の参考例を示す概略断面図である。
【図２】マーク部材を示す斜視図である。
【図３】マーク部材の見え方を示す正面図である。
【図４】本発明の実施の１形態を示す部分拡大図を含む正面図である。
【図５】画像表示装置の別の参考例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
３ プロジェクタ
６ 反射体（ミラー）
７ 目
１０ 最適視覚確認部材（ミラー）
１２ 反射体（凹面鏡）

Claims (4)

1. 操作者に対面する反射体と、この反射体に画像を投影するプロジェクタとを備え、前記反射体近傍の所定位置に位置決めされて前記反射体に対する最適視覚位置を確認させる最適視覚確認部材を設けた画像表示装置において、
   最適視覚確認部材が、操作者の目の位置を確認させるミラーであることを特徴とする画像表示装置。
2. 反射体が、プロジェクタからの投影画像を反射するミラーであることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 反射体が、収束作用を示す凹面鏡であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
4. 反射体が、収束作用を示すホログラムコンバイナであることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。

Images