JPH02267536A - 画像投影装置とスクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は、画像をスクリーン上に投影する場合に、明
室が使用できるようにした画像投影装置とスクリーンに
関するものである。

（従来の技術） 従来、表示装置として直視型のブラウン管が多用されて
きたが、ブラウン管は大型化することに限界があり、１
００インチ程度の大型表示装置は経済的に直視型のブラ
ウン管で作製することは困難である。このため、種々の
試みがなされたが、結局、ブラウン管像や液晶で形成し
た画像をスクリーンに投影する拡大投影が最も経済的で
あると考えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の投影型表示は明るい室内で使用するとコ
ントラストが低下し、画像の品質が著しく低下してしま
う問題があった。このため、室内を可能な限り暗くして
使用する必要があった。この表示の問題は直視型ブラウ
ン管が明室で使用可能なのに比べ、スクリーンを用いる
ものはブラウン管の直視型に比べてこの点が劣る。さら
に、テレビ会議のように双方向通信で使用する場合は、
単純に室内を暗くしたのでは相手方に写る人物像が暗く
なり、特殊テレビカメラにより明るい画面にするなどが
必要であり、コスト高の原因となるという問題点があっ
た。

この発明は、このような暗い室内で使用しなければなら
ない条件を取り去った画像投影装置と、スクリーンを提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明にかかる画像投影装置は、スクリーンを照明光
源の存在する側に偏光部材を付与した構成とするととも
に、照明光源に偏光部材を付与し、両偏光部材の偏光軸
を直交させたものである。

また、この発明にかかるスクリーンは、偏光部材により
偏光面を揃えた照明光源下に置かれる投影画像を写すも
のであり、前記照明光源の存在する側に偏光部材と偏光
軸が直交する偏光部材を有し、スクリーンの偏光部材の
一部がこの偏光部材と直交する偏光軸に配置した偏光部
材からなり、かつ一部の偏光部材の密着したスクリーン
面が光透過性としたものである。

〔作用〕

この発明の画像投影装置は、照明光源が明るくてもスク
リーンの照明は暗くなるので、スクリーンの使用者は明
るい環境で大画面スクリーンの画像を利用できる。また
、双方向通信では明るい被写体が得られるため、高感度
なテレビカメラを使用しなくてすむ。

また、この発明のスクリーンは、テレビカメラをスクリ
ーンの一部分にはめ込むことかで籾る〔実施例） 第１図はこの発明の画像投影装置１の側面図であり、２
はスクリーン、３は投影器、４は照明光源、５は前記ス
クリーン２の保持台、６は投影器の台である。

ここで用いるスクリーン２の断面図を第２図と第３図に
示す。ここで、７は偏光部材、８は反射形のスクリーン
面、９は支持体である。偏光部材７は液晶デイスプレィ
に使用されている偏光板と基本的には同じである。

ところで、第３図は第２図と基本的には同じであるが、
偏光部材７のスクリーン面８と反対の側が粗面７Ａにな
っおり、第２図のような平面の場合に比べて照明光から
の正反射が減少するため見やすい画面になる。また、第
２図と第３図で示した偏光部材７は偏光部材のみで構成
されている必要はなく、通常の偏光フィルムのように透
明基板上に偏光層が設けである構造であっても良い。さ
らに、支持体９はスクリーン２を平面に保つために設置
したものであり、偏光部材７やスクリーン面８により必
要な面が保持できる場合は必要のないものである。

また、照明光源４は、例えば第４図や第５図に示すもの
であり、第４図の照明光源４は蛍光灯１０を偏光部材１
１で被った構造であり、この照明光源４からは偏光面が
一方向に揃った光が放射される構造である。

また、第５図は照明光源４は蛍光灯１０から出た光は反
射板１２により下方内方のみに出る構造になっている。

さらに、下方の光の出口には偏光部材１１が設置してあ
り、この照明光源４から出る光についても偏光面が一方
向に揃った光が放射される構造になっている。

ここで、第１図において、照明光源４から出た光は一方
向に偏光面が揃った°光になっており、また、スクリー
ン２の偏光部材７の偏光面と直交するようにする。これ
により、照明光源４を出た光はスクリーン面８の偏光部
材７により遮断されるため、スクリーン面８に達する光
は非常に少なくなる。この結果、スクリーン２は明るい
照明光源４の下においても黒色のスクリーン画面となる
。

このような状況下で投影器３により投影画像をスクリー
ン２上に写すと、投影器３から出る光は円偏光の光であ
るため、スクリーン２上の偏光部材７の偏光面と平行な
成分の光がスクリーン面８に達し、その光が反射されて
再び外部に出て使用者がその画像を見ることが可能にな
る。この画像は投影器３から光が来ない部分は先に説明
したように黒色の画面となり、投影器３からの光が存在
する部分は明るい反射像を示すためコントラストの良い
画像が得られる。

一方、ここで用いたスクリーン２の偏光部材７または照
明光源４の偏光部材１１の一方または両方が無い場合は
、スクリーン面８が明るい光を反射するため灰色から白
色に近いスクリーン面となる。このため、投影器３から
の光が来ない部分においても灰色から白色の画像になり
、投影器３からの光が来る部分がそれより明るい画像と
なる。

このため、画面は明るいがコントランスが低く見にくい
画面となる。この系のコントラストを上げるには、照明
光源４を暗くする以外に方法がなく、暗い部屋で使用者
はスクリーン２を見ることになる。

これまでの説明は反射形の投影について説明したが、次
に透過形について説明する。

第６図はこの発明の他の実施例の画像投影装置１の側面
図であり、１３は反射鏡、１４はスクリーン、１５は中
間の仕切り板である。

第７図と第８図は、第６図のスクリーン１４の断面構造
であり、７は偏光部材、１６は透過形のスクリーン面で
あり、第８図の場合は第３図と同様に偏光部材７の一面
が粗面７Ａになって照明光源４の光の正反射を防止した
構造になっている。

第６図において、照明光源４は第４図や第５図のような
構成の光源であり、一方向の偏光面を持つ光が放射され
、スクリーン１４の偏光部材７と偏光軸が直交している
。このため、このスクリーン１４は明るい照明光源４下
においても黒いスクリーン面となる。このような状態で
投影器３から投影される画像は、反射鏡１３で反射され
た後スクリーン１４に写し出され、投影器３から光の来
る部分は明るくなり、来ない部分は黒い画像になる。こ
れにより明るい室内においてもコントラストの高い画像
が得られる。

第９図は、第１図の画像投影装置１に人間１７を配置し
、かつ相方向通信用に小型のテレビカメラ１日をスクリ
ーン２の後に配置した状態である・ここで、スクリーン
２は基本的には第２図や第３図で説明した断面構造を持
つが、テレビカメラ１日を配置した部分での構造が異な
る。なお、１９は偏光部材である。

第１０図にテレビカメラ設置部の断面図を示す。ここで
、２０はレンズ、２１は受光素子、２２は偏光部材、１
日はテレビカメラである。新たに追加した偏光部材２２
は偏光部材７とスクリーン面８を除去した部分に設置し
てあり、その偏光軸は偏光部材７と直交させである。こ
れにより照明光源４からの光の偏光軸は、この偏光部材
２２の偏光軸と一致するため、この光はテレビカメラ１
８のレンズ２０に入り、受光素子２１にその像を結像し
て画像信号とすることが可能である。これにより人間１
７の目の高さとほぼ同じ高さにテレビカメラ１８を配置
することが可能になり、従来のように上方や下方に配置
する必要がなく、対話者との視線が一致した画像を作る
ことが可能になる。ここで、投影器３の光がテレビカメ
ラ１８に入りその影響で画質が劣化する場合は、投影器
３の光の出口に偏光部材１９を配置し、かつその偏光面
を偏光部材７とは平行とし、偏光部材１９とは直交する
ようにすると、投影器３の光はテレビカメラ１８にはほ
とんど到達せず、かつスクリーン面８では画像を形成す
ることが可能になり、使用者には鮮明な画像が見えると
ともに、テレビカメラ１８には投影器３からの不要な光
が入らなくすることが可能である。これによりｃｃＤイ
メージセンサ等に起るスミア現像、ブルーミング等が消
えるため、画質の向上としては非常に大きな改善がある
。

ここで、投影器３としてはブラウン管を用いるプロジェ
クタ液晶パネルを背面から照明するプロジェクタ、カラ
ースライド用プロジェクタ、オーバヘッドプロジェクタ
等がある。また、照明光源４としては蛍光灯白熱電球、
水銀灯、ナトリウムランプ等の各種照明光源が使用可能
である。

（具体例１） 第１図の構成の画像投影装置１を作製した。スクリーン
２は反射形偏光フィルム（日東電工製ＮＰＦ＝Ｆ３２０
５）を偏光部材７とスクリーン面８の代りとして使用し
、アルミ製の支持体９に貼り付けて使用した。照明光源
４は第４図の構造をした蛍光灯１０を用い、偏光部材１
１としては透過形フィルム（日東電工製ＮＰＦ−Ｆ５２
２５ＳＰＵ）を用いた。この偏光部材１１の偏光面はス
クリーン２が最も黒くなる角度に調整した。投影器３と
してはカラープロジェクタ（エレクトロホーム社製、Ｅ
ＣＰ２Ｏ００）を使用し、テレビ画面を投影した。照明
光源４によるスクリーン２付近の明るさは２００〜３０
０ルツクスで、充分に明るい環境であったが、投影器３
による画面は黒色が明確な見やすい画面が写せた。

（比較例１） 具体例１のスクリーン２の代りに市販のスクリーン（Ｂ
Ｍ−１５内田洋行）を用いて同様に画像を写した。同じ
照明条件下ではスクリーンが白く投影画像が全体的に淡
くなり不鮮明な画面となった。

（具体例２） 第６図の構成の画像投影装置１を作製した。スクリーン
１４としては偏光フィルム（ＮＰＦ−７１００８日東電
工製）を偏光部材７とし、半透明ポリエステルフィルム
に貼り付け、これをスクリーン面として使用した。他の
条件は同様とし、投影像は反射鏡１３を介してスクリー
ン面に投影した。この場合の照明光源４によるスクリー
ン１４における明るさは２００〜３００ルツクスであっ
たが透明な画像を写し出された。

（具体例３） 第９図の構成の画像投影装置１を作製した。構成は具体
例１と同じであるが、スクリーン２の中間位置にテレビ
カメラ１８　（ＩＫ−Ｍ３０東芝製）を第１０図に示す
構成で取り付けた。また、偏光部材１９として偏光部材
１１（第４図、第５図）と同じ偏光フィルムを使用した
。スクリーン２のカメラ取付部である支持体９．偏光部
材２２は約ｉｃｅの円形であり、その部分の画像が不鮮
明になるが、他の部分は具体例１と同じ透明な画像が得
られた。また、テレビカメラ１８からは透明な被写体の
写った信号が得られた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の画像投影装置は、スク
リーンを照明光源の存在する側に偏光部材を付与した構
成とするとともに、照明光源に偏光部材を付与し、両偏
光部材の偏光軸を直交させたので、明るい室内で鮮明な
投影画像が得られ、使用者が自然な環境で拡大画像を見
ることが可能になる。

また、この発明のスクリーンは、スクリーン上の一部が
他の部分と偏光軸が直交する偏光部材を密着し、このス
クリーン面を光透過性としたので、その後方に設けたテ
レビカメラを配置することができ、スクリーンの使用者
を鮮明に写すことが可能であり、投影器からの光は選択
的に遮断してテレビカメラが見にくくなることを防止で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の画像投影装置の一実施例を示す断面
図、第２図、第３図は、第１図の実施例におけるスクリ
ーンの断面図、第４図、第５図は同じ°く照明光源の断
面図、第６図はこの発明の画像投影装置の他の実施例を
示す断面図、第７図第８図はそのスクリーンの断面図、
第９図はこの発明の画像投影装置のさらに他の実施例を
示す断面図、第１０図は、第９図の実施例におけるスク
リーンとテレビカメラの断面図である。 図中、１は画像投影装置、２．１４はスクリーン、３は
投影器、４は照明光源、５はスクリーンの保持台、６は
投影器の台、７，１１．１９゜２２は偏光部材、８は反
射形のスクリーン面、９は支持体、１０は蛍光灯、１２
は反射板、１３は反射鏡、１５は仕切り板、１６は透過
形のスクリーン面、１７は人間、１８はテレビカメラ、
２０はレンズ、２１は受光素子である。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 ］］ １２、反ｍ板 第 図 第１０ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像を投影する投影器と、前記画像を写すスクリ
   ーンと、前記スクリーンの周囲で使用する照明光源を有
   する画像投影装置において、前記スクリーンを前記照明
   光源の存在する側に偏光部材を付与した構成とするとと
   もに、前記照明光源に偏光部材を付与し、前記両偏光部
   材の偏光軸を直交させたことを特徴とする画像投影装置
   。
2. （２）偏光部材により偏光面を揃えた照明光源下に置か
   れる投影画像を写すスクリーンにおいて、前記スクリー
   ンが前記照明光源の存在する側に前記偏光部材と偏光軸
   が直交する偏光部材を有し、前記スクリーンの偏光部材
   の一部がこの偏光部材と直交する偏光軸に配置した偏光
   部材からなり、かつ前記一部の偏光部材の密着したスク
   リーン面が光透過性としてあることを特徴とするスクリ
   ーン。