JP5637851B2 - フロントプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、フロントプロジェクタ、及び画像を投影する方法に関する。

米国特許第US 7,071,897 B2号は、メインスクリーンに高解像度の画像を表示し、メインスクリーンのまわりに配置される付加領域に付加画像を表示するためのディスプレイシステムを開示している。付加領域があることにより、視聴者に伝えられる視覚情報が増大するため、視聴経験が高められる。付加領域は、視聴者の中心視野の外にあるので、付加画像は、メインスクリーンに表示される高解像度画像より低い解像度の画像であり得る。この従来技術の実施例においては、ディスプレイシステムは、各々、メインスクリーン側、左側及び右側に位置する、メインスクリーンに高解像度画像を投影するメインプロジェクタ、左側パネルスクリーンに低解像度画像を投影する左側パネルプロジェクタ、及び右側パネルスクリーンに低解像度画像を投影する右側パネルプロジェクタを有する。この実施例は、部屋の側壁部に光を投影するための第１及び第２右側光源並びに第１及び第２左側光源と、部屋の天井に光を投影するための左側及び右側天井光源とを更に有する。

このようなディスプレイシステムにおいては、特に、メイン画像並びに左側パネル及び右側パネル上の画像が、適切に位置合わせされ、焦点が合わせられるように、システムを設定するのが、非常に困難である。しかしながら、このようなシステムは、ズーム機能が実施される場合に非常に複雑になっている。

本発明の目的は、ズームする際の難しい位置合わせ手順の必要なしに、周囲光源によって生成される周囲照明が、少なくとも部分的に、メイン画像に横付けされるディスプレイシステムを提供することにある。

本発明の第１の態様は、請求項１に記載のフロントプロジェクタを提供する。本発明の第２の態様は、請求項１４に記載の投影方法を提供する。有利な実施例は、従属請求項において規定されている。

本発明の第１の態様によるフロントプロジェクタは、画像生成装置、投影レンズ及び少なくとも１つの光源を有する。前記画像生成装置は、入力表示信号に従って画像を生成する。この画像は、従来技術のメイン画像と同一である。前記投影レンズは、投影画像を得るために前記メイン画像を画像投影領域に投影する。前記画像投影領域は、例えば、投影スクリーンであってもよく、適切に準備された壁部であってもよい。 前記少なくとも１つの光源は、少なくとも部分的に前記投影画像に横付けになる周囲光画像を得るために、同じ投影レンズを介して投影される少なくとも１つの周囲光ビームを生成する。部分的に横付けになるとは、投影される前記周囲光画像が、少なくとも特定の距離にわたって、投影される前記メイン画像に横付けになることを意味する。特定の距離は、例えば、前記メイン画像の右側と左側との両方であり得る。他の例においては、前記投影される周囲光画像は、前記投影されるメイン画像を完全に取り囲み得る。前記周囲光画像は、両画像の境界が接するように前記投影されるメイン画像にじかに隣接し得る。他の例においては、前記投影されるメイン画像と前記投影される周囲光画像との間に自由空間があり得る。

前記メイン画像に対する前記周囲光画像の位置合わせは、前記周囲光源によって生成される前記周囲光ビームが前記メイン画像と同じ投影レンズを通過するように前記フロントプロジェクタに配設される分離した周囲光源を用いることによって、前記フロントプロジェクタの製造中に実施されることができ、前記メイン画像と前記周囲光画像との両方が同じ投影レンズでズームされることから、前記メイン画像がズームされる場合に、煩わしい位置合わせ手順（又は従来技術の別々のプロジェクタの非常に複雑な設計）を要求しない。

実施例においては、前記画像生成装置は、前記画像の異なる色の部分を供給する第１、第２及び第３ディスプレイパネルを有する。このような構成においては、３つの前記ディスプレイパネルは、例えば、各々、前記画像の赤色、緑色及び青色の部分を供給するＬＣＤパネルである。他の例においては、前記画像全体を構成するのに４色以上の異なる色が用いられてもよく、従って、４つ以上の関連する異なるディスプレイパネルが用いられてもよい。赤色、緑色及び青色以外の原色が用いられてもよい。前記異なる色の部分は、時間的に逐次的に、又は時間的に重なるように、供給され得る。時間的に逐次的な方法では、単一のディスプレイパネルで十分である。

実施例においては、前記少なくとも１つの光源は、第１、第２及び第３光源を有する。前記フロントプロジェクタは、信号処理装置と、再結合キューブ（recombination cube）とを更に有する。前記信号処理装置は、前記入力表示信号を受信して、第１、第２及び第３駆動信号を、各々、前記第１、第２及び第３ディスプレイパネルに供給する。前記再結合キューブは、（ｉ）第１入力側部において、両方が第１の色を持つ、前記第１ディスプレイパネルからの光及び前記第１光源からの光の第１部分を受け取り、（ｉｉ）第２入力側部において、両方が第２の色を持つ、前記第２ディスプレイパネルからの光及び前記第２光源からの光の第２部分を受け取り、（ｉｉｉ）第３入力側部において、両方が第３の色を持つ、前記第３ディスプレイパネルからの光及び前記第３光源からの光の第３部分を受け取るよう構成される入力側部を持つ。前記第１、第２及び第３光源は、前記再結合キューブの各々の前記入力側部に対して、光の前記第１、第２及び第３部分が妨げられないように、配設される。即ち、言い換えれば、各々、別々の前記第１、第２及び第３光源によって放射される光の前記第１、第２及び第３部分は、前記第１、第２及び第３ディスプレイパネルによって入力される光を妨げずに、前記再結合キューブの各々の前記入力側部に入力される。

前記再結合キューブそれ自体は、当業界ではよく知られていることに注意されたい。例えば、３色システムの場合は、このような再結合キューブは、前記３つのディスプレイパネルによって生成される３つのカラー画像を組み合わせて前記再結合キューブの出力側部における単一の画像にするための前記入力側部を形成する関連入力面に対して４５度に配設される２つの半透明カラーフィルタを含み得る。この単一の画像は、前記投影レンズによって前記画像投影領域に投影される。

実施例においては、前記フロントプロジェクタは、信号処理装置と、再結合キューブとを有する。前記信号処理装置は、前記入力表示信号を受信して、第１、第２及び第３駆動信号を、各々、前記第１、第２及び第３ディスプレイパネルに供給する。前記再結合キューブは、前記メイン画像を得るために前記画像投影領域に投影される画像光ビームを得るために、各々、光の前記第１、第２及び第３部分を受け取るよう構成される入力側部と、受け取った前記光の第１、第２及び第３部分を共通の出力側部に向けるためのカラーフィルタとを有する。前記少なくとも１つの光源は、前記投影レンズと前記共通の出力側部を有する面との間の領域に配設されるが、前記メイン画像の前記画像光ビームを妨げるのを防ぐために前記共通の出力側部の脇に配設される。従って、前記少なくとも１つの光源によって生成される光も、前記投影レンズを介して投影されるであろう。

実施例においては、前記画像生成装置は、前記入力表示信号に従って選択的に光を前記投影レンズの方へ反射するためのピクセルを備える反射型マトリックスパネルを有する。前記少なくとも１つの光源は、前記反射型マトリックスパネルの境界ピクセルを照明するよう構成される。この実施例においては、前記反射型マトリックスパネルの前記境界ピクセルは、前記少なくとも１つの光源の光を、前記メイン画像の対応する境界領域において前記周囲光を得るために、前記光の強度を変調するために、選択的に反射するのに用いられる。異なる色の画像が時間的に逐次的に生成される場合、又は多色反射型マトリックスパネルが用いられる場合には、単一のディスプレイパネルしか必要とされない。反射型マトリックスディスプレイは、例えば、ＤＭＤパネルである。前記境界ピクセルは、前記ディスプレイパネルの１つ以上の境界側部の限られた長さ又は全長にわたって延在し得る。前記境界ピクセルの使用には、前記少なくとも１つの光源によって放射される光が、容易に、例えば、前記メイン画像の平均強度に合うよう、強度を変えられ得るという利点がある。

実施例においては、主光源は、視野レンズを介して、前記反射型マトリックスパネルのピクセルを照明するが、前記境界ピクセルは照明せず、前記境界ピクセルを照明する前記少なくとも１つの光源は、前記視野レンズに隣接して配設される。この場合、前記主光源の光と、前記少なくとも１つの光源の光との両方とも、同じ位置から生じるように見え、従って、同じように処理される。

実施例においては、前記画像生成装置は、反射型マトリックスパネルと、分離した反射領域とを有する。前記反射型マトリックスパネルは、前記入力表示信号に従って選択的に光を前記投影レンズの方へ反射するためのピクセルを有する。前記少なくとも１つの光源によって照明される反射手段は、前記反射型マトリックスパネルの縁端部のうちの少なくとも１つにおいて、前記反射型マトリックスパネルに対して平行な面に配設される。このような分離した反射領域には、或る量のディスプレイピクセルを前記周囲照明のために取っておき、それによって、前記メイン画像の解像度を低下させる必要がないことにある。

実施例においては、前記主光源が、前記反射型マトリックスパネルのピクセルを照明し、前記反射手段が、前記反射型マトリックスパネルの面内に配設され、前記少なくとも１つの光源が、前記視野レンズに隣接して配設される。この場合も、前記主光源の光と、前記少なくとも１つの光源の光との両方とも、同じ位置から生じるように見え、従って、同じように処理される。更に、前記反射型マトリックスパネル及び前記反射手段も、同じ領域に配設され、反射される前記光は全て前記投影レンズによって同じように処理される。

実施例においては、前記フロントプロジェクタは、前記画像の異なる色のサブ画像を適時に連続して得るために、前記入力表示信号を受信して駆動信号を前記ディスプレイパネルに供給する信号処理装置を有する。このような逐次的な駆動は、単一のディスプレイパネルしか用いないことを可能にする。

実施例においては、前記少なくとも１つの光源は、異なる色の光を生成することができる発光ダイオードを有する。前記フロントプロジェクタは、前記周囲光画像の色及び／又は強度を制御する制御回路を有する。前記周囲光画像の前記色及び／又は強度は、様々な方法で制御され得る。前記色及び強度は、例えば、完全な前記画像、又は前記周囲光が付加される前記画像の境界に隣接した前記画像の一部の平均的な色及び強度に応じて変えられ得る。例えば、前記周囲光が、前記メイン画像の右側及び左側境界に付加される場合には、前記周囲光の左側は、前記メイン画像の前記左側境界に隣接した前記画像の左側半分又は４分の１の中の前記メイン画像の強度及び色に依存し、前記周囲光の右側は、前記メイン画像の前記右側境界に隣接した前記画像の右側半分又は４分の１の中の前記メイン画像の強度及び色に依存する。前記メイン画像の頂部及び底部境界に対しても同じ方法が実施され得る。頂部、底部、左側又は右側周囲光のいずれかは、周囲光の複数の領域が生じるように、更にサブ部分に分けられ得る。各領域は、その関連発光体又は発光体のグループによって照明され得る。

実施例においては、前記少なくとも１つの光源は、少なくとも３つの異なる色の発光ダイオードを有する。前記フロントプロジェクタは、前記少なくとも３つの異なる色の発光ダイオードの組み合わせによって放射される前記周囲光ビームの色及び／又は強度を制御する制御回路を有する。前記３つの色の発光ダイオードを用いることにより、前記ダイオードを流れる電流の量を制御することで、幾つかの色が作成され得る。実施例においては、前記ダイオードの色は、白色光を作成することが可能であるように選択される。前記発光ダイオードの色とは、前記発光ダイオードによって放射される光の色を意味することに注意されたい。

実施例においては、より大きな投影周囲光領域を得るために、前記少なくとも１つの光源と前記投影レンズとの間に、前記少なくとも１つの周囲光ビームを形成するための整形光学部品が配設される。これらの整形光学部品は、前記発光体によって放射された光を集め、集めた前記光を前記メイン画像のそばの所望の領域の方へ向ける機能を持つ。前記光は、例えば、コリメータによって集められ得る。前記整形光学部品は、所謂自由形状光学部品及び／又は回折光学部品を含み得る。実施例においては、前記自由形状光学部品、特に、前記回折光学部品は、前記周囲光のはっきりした縁がある投影を得るために、前記周囲光源の前に配設されるマスクと組み合わされ得る。

下記の実施例に関して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。

フロントプロジェクションシステムの実施例を概略的に示す。 フロントプロジェクタの実施例を概略的に示す。 フロントプロジェクタの別の実施例を概略的に示す。 図３に示されているフロントプロジェクタの実施例における再結合キューブに対する光源の位置を示す上面図を概略的に示す。 フロントプロジェクタの実施例を概略的に示す。 フロントプロジェクタの別の実施例を概略的に示す。

異なる図において同じ参照符号を有するアイテムは、同じ構造的特徴及び同じ機能を有する、又は同じ信号であることに注意されたい。このようなアイテムの機能及び／又は構造が説明されている場合、詳細な説明において、その説明を繰り返す必要はない。

図１は、フロントプロジェクションシステムの実施例を概略的に示している。フロントプロジェクションシステムは、投影画像ＰＩを投影領域ＩＰＡに投影するフロントプロジェクタＦＰを有する。前記投影領域ＩＰＡは、例えば、周囲光画像ＡＬＩ１、ＡＬＩ２が横付けにされる投影画像を示すのに十分大きい投影スクリーンである。

フロントプロジェクタＦＰは、主光源ＭＬＳによって照明されるディスプレイパネルＤＰを有する。ディスプレイパネルＤＰは、例えばＬＣＤパネルなどのマトリックスディスプレイパネルであり得る。図１に示されている実施例においては、ディスプレイパネルは、光透過型パネルであり、主光源からの光であって、ディスプレイパネルＤＰを通る光は、投影レンズＰＬによって、投影領域ＩＰＡに投影される。他の例においては、ディスプレイパネルＤＰは、例えばＤＭＤパネルなどの反射型パネルであり得る。この場合、主光源及びディスプレイパネルＤＰの位置は、ディスプレイパネルＤＰによって反射される光が、投影レンズＰＬによって投影領域ＩＰＡに投影されるような位置であるべきである。ディスプレイパネルＤＰのピクセルは、よく知られている方法で、入力表示信号ＩＤＳに従って選択的に駆動される（図示せず）。

フロントプロジェクタＦＰは、光源ＬＳ１及びＬＳ２を更に有する。前記光源ＬＳ１及びＬＳ２は、投影レンズＰＬと、ディスプレイパネルＤＰを通る面との間の領域において、ディスプレイパネルＤＰから投影レンズに向かう光ビームの脇に配置される。これらの光源ＬＳ１及びＬＳ２によって生成される周囲光は、各々、周囲光画像ＡＬＩ１及びＡＬＩ２を得るために、投影レンズＰＬによって、投影領域における投影画像ＰＩの左側及び右側に投影される。参照符号ＡＬＢ１及びＡＬＢ２は、投影レンズＰＬを介して投影される周囲光ビームを示している。

示されている例においては、周囲光画像ＡＬＩ１及びＡＬＩ２は、左側及び右側において投影画像ＰＩに直接隣接している。他の例においては、周囲光画像は、投影画像の頂部及び／又は底部に生成され得る。他の例においては、周囲光画像は、投影画像ＰＩを完全に取り囲み得る。周囲光画像ＡＬＩ１及びＡＬＩ２、並びに／又は頂部／底部周囲光画像は、投影画像ＰＩに直接隣接して投影されなければならない。しかしながら、投影画像ＰＩと周囲光画像との間の大きすぎる距離は、幾つかの不利な点を持つ。実際に投影領域ＰＩの領域に延在する周囲照明効果が少なくなり、周囲光画像の幅が小さくなるか、又は投影レンズＰＬが、ディスプレイパネルＤＰによって生成されるメイン画像を投影するのに必要とされるその寸法に対して相対的に大きくならければならなくなる。

オプションとして、周囲光源ＬＳ１及びＬＳ２は、制御器ＣＣによって、入力表示信号ＩＤＳに応じて制御され得る。例えば、光源ＬＳ１、ＬＳ２を流れる電流が、光源ＬＳ１、ＬＳ２によって放射される光の色及び／又は強度がメイン画像の特性に応じて変わるように制御され得る。光源ＬＳ１、ＬＳ２の色及び強度は、例えば、光源ＬＳ１、ＬＳ２に最も近いメイン画像の境界に隣接したメイン画像の一部の平均的な色及び強度に合うよう制御される。

光源ＬＳ１及びＬＳ２は非常に概略的にしか示されていないことに注意されたい。これらの光源は、光を集め、集中させる、又は形成する光学素子を含み得る。光源の発光素子は、フィラメント、ハロゲン、低圧若しくは高圧ランプ、又は例えばＬＥＤなどの半導体発光体のうちのいずれかのタイプであり得る。単一の細長い又は蛇行ランプが用いられてもよい。任意の形状を持つ単一のランプ、単一のＬＥＤは、投影領域ＩＰＡにおいて細長い周囲光画像を得るために、光学部品と共に用いられ得る。単一のランプ又はＬＥＤは、その強度及び色を変えるよう制御され得る。単一のランプ又はＬＥＤの代わりに、異なる色を放射するランプ及びＬＥＤのグループが用いられてもよい。複数のランプ及びＬＥＤは、細長い周囲光画像を得るために細長いアレイ状に配設され得る。投影周囲光画像ＡＬＩ１、ＡＬＩ２の望ましい幅を得るためにランプ又はＬＥＤの光を形成するのに光学部品が用いられてもよい。ランプとＬＥＤとの組み合わせも用いられ得る。

図２は、フロントプロジェクタの実施例を概略的に示している。フロントプロジェクタＦＰは、３つのディスプレイパネルＤＰ１、ＤＰ２及びＤＰ３と、（文献においてはＸ−プリズムとも呼ばれる）再結合キューブＲＣと、周囲光源Ｌ１、Ｌ２及びＬ３と、投影レンズＰＬと、信号処理装置ＳＰとを有する。

一例として、ディスプレイパネルＤＰ１が画像の赤色部分ＦＰ１を供給し、ディスプレイパネルＤＰ２が画像の緑色部分ＦＰ２を供給し、ディスプレイパネルＤＰ３が画像の青色部分ＦＰ３を供給すると仮定して、この実施例を説明する。しかしながら、赤色、緑色及び青色の代わりに、他のどんな原色のセットも用いられ得る。

ディスプレイパネルＤＰ１によって生成される赤色画像部分ＦＰ１は、再結合キューブＲＣに、その入力側部ＩＳ１において入り、赤色光を反射し、緑色光を透過する半透明カラーリフレクタＭ１によって反射される。したがって、ディスプレイパネルＤＰ１から出て来る赤色光は、半透明カラーリフレクタＭ１によって再結合キューブＲＣの出力側部ＯＳの方へ反射される。ディスプレイパネルＤＰ３によって生成される青色画像部分ＦＰ３は、再結合キューブＲＣに、その入力側部ＩＳ３において入り、青色光を反射し、緑色光を透過する半透明カラーリフレクタＭ２によって反射される。したがって、ディスプレイパネルＤＰ３から出て来る青色光は、半透明カラーリフレクタＭ２によって再結合キューブＲＣの出力側部ＯＳの方へ反射される。ディスプレイパネルＤＰ２から出て来る緑色光は、両方の半透明カラーリフレクタＭ１及びＭ２を通過し、出力側部ＯＳにおいて、再結合キューブＲＣを出る。全画像が、投影レンズＰＬによって投影領域ＩＰＡに投影される。

光源Ｌ１は、投影領域ＩＰＡのうちの、周囲光画像が投影されるべきである領域に対応する、入力側部ＩＳ１内の領域に光を放射する。光源Ｌ１は、ディスプレイパネルＤＰ１から出て来る光をそれらが妨げないように配置される。光源Ｌ１の、半透明カラーリフレクタＭ１によって反射される光しか、出力側部ＯＳに到達しないことに注意されたい。従って、光源Ｌ１は、少なくとも、赤色光を放射すべきである。光源Ｌ１が、出力側部ＯＳに反射されるであろう赤色光しか放射しない場合に、システムの効率は最適である。光源Ｌ１は、例えば、赤色ＬＥＤである。同様の推論が、光源Ｌ２及びＬ３の位置、並びに光源Ｌ２及びＬ３によって入力側部ＩＳ２及びＩＳ３の方へ放射される光に対して、各々、成り立つ。光源Ｌ２が緑色光を放射し、光源Ｌ３が青色光を放射する場合に、最適な効率が得られる。光源Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、ほんの一例として、発光体（長方形）及びレンズから成るよう示されている。

信号処理装置ＳＰは、ディスプレイパネルＤＰ１、ＤＰ２及びＤＰ３に、各々、駆動信号ＤＳ１、ＤＳ２及びＤＳ３を供給して、それらのピクセルの透過率を制御する。３つのディスプレイパネルＤＰ１、ＤＰ２及びＤＰ３が用いられることから、赤色、緑色及び青色のピクセルが同時に生成され得る。単一のディスプレイパネルが存在する場合には、赤色、緑色及び青色のサブ画像は、例えば、単一のディスプレイパネルに当たる光の色を逐次的に変えることによって、時間的に逐次的に生成され得る。

図３は、フロントプロジェクタの別の実施例を概略的に示している。フロントプロジェクタＦＰは、３つのディスプレイパネルＤＰ１、ＤＰ２及びＤＰ３と、再結合キューブＲＣと、周囲光源ＬＳ１及びＬＳ２と、投影レンズＰＬと、信号処理装置ＳＰとを有する。ここでも、一例として、ディスプレイパネルＤＰ１が画像の赤色部分ＦＰ１を供給し、ディスプレイパネルＤＰ２が画像の緑色部分ＦＰ２を供給し、ディスプレイパネルＤＰ３が画像の青色部分ＦＰ３を供給すると仮定して、この実施例を説明する。しかしながら、赤色、緑色及び青色の代わりに、他のどんな原色のセットも用いられ得る。フロントプロジェクタＦＰの、ディスプレイパネルＤＰ１、ＤＰ２及びＤＰ３と、再結合キューブＲＣと、信号処理装置ＳＰとを有する部分は、図２のものと同一である。それ故、この部分についてあらためて説明することはしない。

ここでは、光源ＬＳ１及びＬＳ２は、投影レンズと、再結合キューブＲＣの出力側部を有する面との間の領域に配設される。更に、光源ＬＳ１及びＬＳ２は、出力側部ＯＳを出る光をそれらが妨げないように配置される。光源ＬＳ１及びＬＳ２の光ビームＡＬＢ１及びＡＬＢ２は、各々、投影レンズＰＬによって投影される。

光源ＬＳ１及びＬＳ２は、正のレンズの役割を果たす光学部品ＯＤ１、ＯＤ２を含み得る。光学部品ＯＤ１、ＯＤ２は、例えば、円柱レンズ又は回折光学部品を含み得る。正のレンズは、光源ＬＳ１及びＬＳ２の各々の虚像ＶＩ１及びＶＩ２が、投影レンズＰＬに対して、ディスプレイパネルＤＰ１、ＤＰ２及びＤＰ３とほぼ同じ光学距離を持つように設計され得る。

光源ＬＳ１及びＬＳ２は、投影メイン画像ＰＩの左側及び右側のための周囲光を生成し得る。他の例においては、光源ＬＳ１及びＬＳ２は、投影メイン画像ＰＩの頂部側及び底部側のための周囲光を生成し得る。プロジェクタは、投影メイン画像ＰＩの左側、右側、頂部及び底部に沿って周囲光が生成されるような他の光源（図示せず）を含み得る。実施例においては、光源ＬＳ１、ＬＳ２の各光源が、生成される光の強度及び色を変えることができる。更に、有利な実施例においては、光源ＬＳ１及びＬＳ２は、生成される周囲光が、メイン画像ＰＩの自然な拡張部として用いられ得るように、投影メイン画像ＰＩが持ち得る全ての色を生成することができる。

図４は、図３に示されているフロントプロジェクタの実施例における再結合キューブに対する光源の位置を示す上面図を概略的に示している。この実施例においては、４つの光源ＬＳ１乃至ＬＳ４が、投影メイン画像ＰＩが周囲光によって取り囲まれるように、各光源が出力側部ＯＳの１つの縁端部ところにあるよう、存在する。概略的に示されているように、光源ＬＳ１乃至ＬＳ４の各光源は、原色を持つ光を放射する３つのＬＥＤ、ＬＲ、ＬＧ及びＬＢを有する。好ましい実施例においては、３つのＬＥＤの原色は、サブ画像又は画像部分ＦＰ１、ＦＰ２及びＦＰ３を生成するのに用いられる原色と同一である。他の例においては、出力側部ＯＳの縁端部に沿って、３つのＬＥＤの２つ以上のグループが配置され得る。

図４においては、光源ＬＳ１の３つのＬＥＤ、ＬＲ、ＬＧ及びＬＢを駆動する単一の制御回路ＣＣ'しか示されていないが、他の光源ＬＳ２乃至ＬＳ４のＬＥＤを駆動するために、同じ又は他の制御回路が存在し得る。投影メイン画像ＰＩの異なる境界における周囲光のバリエーションが、例えば各々の異なる境界の近くに表示される実際の画像部分に基づいて、異なるべきである場合には、全光源ＬＳ１乃至ＬＳ４の全ＬＥＤは別々に駆動可能であるべきである。

図２に示されている構成においては、周囲光源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の虚像又は実像が、周囲光源の近くにある。このことは、虚像ＶＩ１及びＶＩ２が相対的に光源ＬＳ１及びＬＳ２から遠く離れている図３に示されている構成より、構成を、より複雑にし、公差に対してより敏感にする。しかしながら、実像は、非常に短い焦点距離を持つ光学部品によって生成されてもよい。

図５は、フロントプロジェクタの実施例を概略的に示している。フロントプロジェクタＦＰは、視野レンズＦＬを介して反射型ディスプレイパネルＤＰを照明する主光源ＭＬＳを有する。反射型ディスプレイパネルは、選択的に、ピクセルごとに、当たる光を投影レンズＰＬを介して投影領域ＩＰＡの方へ反射することができる例えばＤＬＰ又はＤＭＤパネルなどのマトリックスディスプレイパネルであり得る。反射型マトリックスディスプレイパネルを用いるフロントプロジェクタはよく知られている。それ故、前記フロントプロジェクタについては詳細には述べない。

フロントプロジェクタＦＰは、視野レンズに隣接して配設され、周囲光を反射部ＲＭ１及びＲＭ２の方へ放射する周囲光源ＬＳ１及びＬＳ２を更に有する。反射部ＲＭ１及びＲＭ２は、反射型ディスプレイパネルＤＰと同じ面内に、ディスプレイパネルＤＰの縁端部に隣接して配設される。示されている実施例においては、投影メイン画像の右側及び左側に周囲光画像を得るための、反射型ディスプレイパネルＤＰの左側及び右側に沿った２つの光源ＬＳ１及びＬＳ２並びに２つの反射部ＲＭ１及びＲＭ２しか示されていない。他の例においては、これらの２つの光源ＬＳ１及びＬＳ２並びに関連反射部ＲＭ１及びＲＭ２は、反射型ディスプレイパネルＤＰの頂部及び底部に沿って配置され得る。別の実施例においては、投影メイン画像ＰＩを取り囲む周囲光画像を得るために、４つの光源が、１つ又は４つの関連反射部と共に存在してもよい。

ここでも、光源ＬＳ１及びＬＳ２は、正のレンズの役割を果たす光学部品を含み得る。

単純な実施例においては、反射部ＲＭ１及びＲＭ２は、反射される光の量を調整することができない静的なものである。反射部ＲＭ１及びＲＭ２は、例えば、位置が固定される鏡である。この実施例において、周囲光の色及び／又は強度の変調が望まれる場合には、光源ＬＳ１、ＬＳ２が、その色及び／又は強度を変えることができる必要がある。光源ＬＳ１、ＬＳ２は、３つ以上の異なる原色を放射する３つ以上のＬＥＤを含み得る。周囲光の所望の色及び強度を得るために、制御器が、異なる色のＬＥＤを流れる電流を制御する。

図６は、フロントプロジェクタの別の実施例を概略的に示している。この実施例と、図５に示されている実施例との間の唯一の違いは、ここでは、周囲光を投影レンズＰＬの方へ反射するのに、別々の反射部ＲＭ１及びＲＭ２の代わりに、反射型ディスプレイパネルＤＰの境界領域が用いられていることである。これには、光源ＬＳ１、ＬＳ２自体が、その強度を変えることができる必要がないという利点がある。なぜなら、投影レンズＰＬを通して投影される周囲光の強度は、反射型ディスプレイパネルＤＰの境界領域のピクセルを制御することによって変えられ得るからである。勿論、反射型ディスプレイパネルＤＰの反射率と、光源ＬＳ１、ＬＳ２との両方を制御することによって、投影周囲光が変えられてもよい。例えば、光源ＬＳ１、ＬＳ２が、強度を制御するのが困難である白色光を生成するランプである場合には、周囲光の所望の強度を得るために、反射型ディスプレイパネルの境界領域が制御されてもよい。その代わりに、又は加えて、周囲光源によって放射される色を変えることにより、且つ／又は周囲光源の様々な色を適時に連続して変調することができる切換可能な若しくは移動可能なカラーフィルタ（例えばカラーホイール）を用いることにより、周囲光の色を制御することも可能である。光源ＬＳ１、ＬＳ２からの光の強度を変調するのに境界領域のピクセルしか用いられない場合には、このようなカラーフィルタは必要とされない。

上記の実施例は、本発明を限定するものではなく、説明するものであって、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱せずに多くの別の実施例を設計することができるであろうことに注意されたい。３つの原色、赤色、緑色及び青色に基づくシステムにおいて、実施例を説明したが、異なる原色及び／又は４つ以上の原色が用いられてもよい。ＬＣＤ、ＤＭＤ、ＤＬＰディスプレイパネルＤＰの代わりに、光を選択的に透過又は反射する他のどんなディプレイパネルも用いられることができ、例えばＬＣＯＳディスプレイパネルなどのディプレイパネルが用いられることができる。

全ての実施例において、周囲光源は、生成される周囲光の色及び／又は強度が制御され得るような、異なる色の、例えばＬＥＤなどの発光体のグループを含み得る。例えば、発光体は、各々、赤色光、青色光及び緑色光を放射し得る。

請求項において、括弧内に配置されるいかなる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」という動詞及びその語形変化の使用は、請求項において明記されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素の単数形表記は、このような要素の複数の存在を除外しない。本発明は、幾つかの別個の素子を有するハードウェアによって実施されてもよく、適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。幾つかの手段を挙げている装置の請求項においては、これらの手段の幾つかは、ハードウェアの同一のアイテムによって実施されてもよい。単に、特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。

Claims (14)

1. 入力表示信号に従って画像を生成するための、主光源によって照明される画像生成装置と、
   投影領域において投影画像を得るために前記画像を投影するための投影レンズと、
   前記投影画像に少なくとも部分的に横付けになる周囲光画像を得るために、前記投影レンズを介して投影される少なくとも１つの周囲光ビームを生成するための少なくとも１つの別の光源とを有し、
   前記周囲光画像の色及び／又は強度が、前記画像全体、又は前記周囲光画像が付加される前記画像の境界に隣接した前記画像の一部の平均的な色及び／又は強度に応じて変えられるフロントプロジェクタ。
2. 前記画像生成装置が、
   前記画像の第１原色を表す前記画像の第１部分を供給するための第１ディスプレイパネルと、
   前記画像の第２原色を表す前記画像の第２部分を供給するための第２ディスプレイパネルと、
   前記画像の第３原色を表す前記画像の第３部分を供給するための第３ディスプレイパネルとを有し、前記第１、第２及び第３部分が、一緒に、前記画像を形成する請求項１に記載のフロントプロジェクタ。
3. 前記少なくとも１つの別の光源が、第１光源、第２光源及び第３光源を有し、前記フロントプロジェクタが、
   前記第１ディスプレイパネルに第１駆動信号を供給し、前記第２ディスプレイパネルに第２駆動信号を供給し、前記第３ディスプレイパネルに第３駆動信号を供給するために、前記入力表示信号を受信するための信号処理装置と、
   （ｉ）前記画像の第１部分、及び前記第１光源によって放射される、前記第１原色を有する光を受け取るための第１入力側部、（ｉｉ）前記画像の第２部分、及び前記第２光源によって放射される、前記第２原色を有する光を受け取るための第２入力側部、並びに（ｉｉｉ）前記画像の第３部分、及び前記第３光源によって放射される、前記第３原色を有する光を受け取るための第３入力側部を持つ再結合キューブとを有し、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源が、前記再結合キューブの各々の前記入力側部に対して、前記画像の第１、第２及び第３部分が妨げられないように配設される請求項２に記載のフロントプロジェクタ。
4. 前記第１ディスプレイパネル、前記第２ディスプレイパネル及び前記第３ディスプレイパネルに、各々、第１駆動信号、第２駆動信号及び第３駆動信号を供給するために、前記入力表示信号を受信するための信号処理装置と、
   再結合キューブであって、前記投影画像を得るために、各々、前記画像の第１部分、前記画像の第２部分及び前記画像の第３部分を受け取るよう構成される入力側部、並びに受け取った、前記画像の第１部分、前記画像の第２部分及び前記画像の第３部分を、前記再結合キューブの共通の出力側部の方へ向けるための光学手段を持つ再結合キューブとを更に有し、前記少なくとも１つの別の光源が、前記投影レンズと前記共通の出力側部を有する面との間の領域に配設されるが、画像光ビームを妨げるのを防ぐよう前記共通の出力側部の脇に配設される請求項２に記載のフロントプロジェクタ。
5. 前記画像生成装置が、前記入力表示信号に従って選択的に光を前記投影レンズの方へ反射するためのピクセルを持つ反射型マトリックスパネルを有し、前記少なくとも１つの別の光源が、前記反射型マトリックスパネルの境界ピクセルを照明するよう構成される請求項１に記載のフロントプロジェクタ。
6. 前記主光源が、視野レンズを介して、前記反射型マトリックスパネルの前記ピクセルを照明するが、前記境界ピクセルは照明しないよう構成され、前記少なくとも１つの別の光源が、前記視野レンズに隣接して配設される請求項５に記載のフロントプロジェクタ。
7. 前記画像生成装置が、
   前記入力表示信号に従って選択的に光を前記投影レンズの方へ反射するためのピクセルを有する反射型マトリックスパネルと、
   前記反射型マトリックスパネルの縁端部のうちの少なくとも１つにおいて、前記反射型マトリックスパネルに対して平行な面に配設される反射手段とを有し、前記少なくとも１つの別の光源が、前記反射手段を照明するよう構成される請求項１に記載のフロントプロジェクタ。
8. 前記主光源が、前記反射型マトリックスパネルの前記ピクセルを照明するよう構成され、前記反射手段が、前記反射型マトリックスパネルの面内に配設され、前記少なくとも１つの別の光源が、視野レンズに隣接して配設される請求項７に記載のフロントプロジェクタ。
9. 前記フロントプロジェクタが、前記画像の異なる色のサブ画像を適時に連続して得るために、駆動信号を前記反射型マトリックスパネルに供給するための前記入力表示信号を受信するための信号処理装置を有する請求項５乃至８のいずれか一項に記載のフロントプロジェクタ。
10. 前記少なくとも１つの別の光源が、異なる色の光を生成することができる発光ダイオードを有し、前記フロントプロジェクタが、前記周囲光画像の色及び／又は強度を制御するための制御回路を有する請求項１に記載のフロントプロジェクタ。
11. 前記少なくとも１つの別の光源が、少なくとも３つの異なる色の発光ダイオードを有し、前記フロントプロジェクタが、前記少なくとも３つの異なる色の発光ダイオードの組み合わせによって放射される前記周囲光ビームの色及び／又は強度を制御するための制御回路を有する請求項１に記載のフロントプロジェクタ。
12. 前記制御回路が、前記周囲光ビームの前記色を、前記入力表示信号の特性に応じて制御するよう構成される請求項１０又は１１に記載のフロントプロジェクタ。
13. 前記投影画像に少なくとも部分的に横付けになる周囲光画像を得るために、前記少なくとも１つの別の光源の光を集め、前記少なくとも１つの周囲光ビームの方向づけをするために、前記少なくとも１つの別の光源と前記投影レンズとの間に配設される整形光学部品を更に有する請求項１に記載のフロントプロジェクタ。
14. 画像を画像投影領域に投影する方法であって、
    入力表示信号に従って画像を生成するために画像生成装置を照明するステップと、
    投影領域において投影画像を得るために投影レンズを介して前記画像を投影するステップと、
    前記投影画像に少なくとも部分的に横付けになる周囲光画像を得るために、前記投影レンズを介して投影される少なくとも１つの周囲光ビームを生成するために少なくとも１つの別の光源を用いるステップとを有し、
    前記周囲光画像の色及び／又は強度が、前記画像全体、又は前記周囲光画像が付加される前記画像の境界に隣接した前記画像の一部の平均的な色及び／又は強度に応じて変えられる方法。

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