JPS63170633A

JPS63170633A - 投射装置

Info

Publication number: JPS63170633A
Application number: JP62001637A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kosaka; 高坂　雅博; Keiji Nagae; 慶治長江; Kazuyuki Funahata; 一行舟幡; Yuji Mori; 祐二森; Minoru Hoshino; 稔星野; Yasuyuki Kojima; 康行小嶋; Yohei Saito; 陽平斉藤; Kyohei Fukuda; 京平福田; Kiyao Kozai; 香西　甲矢夫; Tadahiko Hashimoto; 橋本　忠彦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-01-09
Filing date: 1987-01-09
Publication date: 1988-07-14

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〕本発明は、投射装置に係り、特に、ポータプルで操作性
の良好な投射装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の投射装置としては、オーバヘッドプロジェクタ（
ＯＨＰ）やプロジェクションテレビなどがある。

前者は、市場で多く使われている装置であるが、この装
置の原理は、透明フィルム上に描かれた原稿を、光学系
で拡大投射して、スクリーン上に表示するものである。

この装置では、投射器とスクリーンが分離しているため
、フォーカス合せなどの操作性が良くなく、また、動画
の表示はできないという欠点がある。

一方、後者は、特公昭６１−３３１９６号公報に記載の
ようにＴＶ信号を受信して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（
Ｂ）の３つの投射光学系により、スクリーン上にカラー
動画表示を行うものである。

この装置では、光学系が大きくなるため、ポータプル化
が困難であること、また、光の利用率が悪いので画面が
暗く、見にくいという欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の技術は、使いやすさ及び見やすさの点につい
ての配慮がされておらず、小形化及びフォーカス、像の
大きさくズーム）の調整などの操作性に問題があった。

本発明の目的は、ポータプルでかつフォーカス。

ズームなどの調整が不要で操作性が良好な投射装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、電気的な画像信号を受信して、表示画像を
形成する表示パネルと、この画像を拡大投射する光学系
と、投射像を表示する伸縮可能なスクリーンとを一体化
し、投射像の大きさ、ひずみ及びぼけなどを検出し、こ
の情報を表示パネル及び光学系にフィードバックするよ
う構成することにより、達成される。

〔作用〕

第１図は、本発明になる投射装置の外観の一例を示した
ものである。筺体１の内部には、電気回路系及び投射光
学系が内蔵されている。光は反射鏡５により反射し、ス
クリーン３上に投射される。

このスクリーン３は、ステム２により筺体１に支持され
ていて、投射器と一体化構造になっている。

また、このスクリーン３は、ステム２の支持位置によっ
て、この大きさを調整することができる。

したがって、使用者の目的に応じた大きさの画像の表示
ができる。

一方、スクリーン３及び筺体１には、送受信用のセンサ
４及び４′が取付けられており、これらにより像の大き
さ、ひずみ、ぼけなどのスクリーン上の光学情報を知る
ことができる。

第２図は、筺体１の内部の基本的構成例を示したもので
あり、水下、これらの作用について説明する。

まず、この装置の入力信号としては、ＴＶ信号などの画
像情報信号Ｖｏである。Ｎ像情報信号Ｖｏは信号処理回
路６で処理され、光シャッタパネル１１の駆動回路７に
信号が送られて、画像情報信号ＶＤに対応して、透過光
を制御して画像を形成する。具体的には、この光シャッ
タパネル１１として、液晶セルを用いれば、小形化が図
れる。

光源９から発した光は、レンズ１ｏによって、平行光と
なる。光シャッタパネル１１で制御された画倫光は、プ
ロジェクションレンズ１２．ミラー５′及び５の投射光
学系を介して、スクリーン上に画像を拡大投射する。

一方、スクリーン３と筐体１に取付けたセンサ４及び４
′は、投射像の大きさ２．ひずみ、ぼけなどを電気的に
検出する。このセンサ４，４′がらの情報を光学系及び
電気系にフィードバックし、投射画像が常に最適になる
よう、自動的に補正される０例えば、投射画働の大きさ
は、このセンサ情報により、プロジェクションレンズ１
２をズーミングし、最適な画像の大きさにすることがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の各部の実施例について説明する。

第３図、第４図はスクリーンを伸縮可能とするための実
施例図である。

第３図において、スクリーン３は、可撓性のあるゴムな
どの材質でできており、これは、ロッド３１、ステｚｓ
　３２　、収納箱３３に取付けられている。収納箱３；
３自身は筺体１に固定されている。

小画面表示の場合には、ロッド３１を押込むと同時にス
テム３２を収納箱３３に入れて、スクリーン３を縮め、
同図破線の大きさにする。

一方、大画面表示の場合には、小画面表示の場合と逆の
操作で、スクリーン３を伸ばして表示する。□すなわち
、ロッド：３１及びステム３２を収納箱３３から引出し
て、スクリーンを同図のように大きくする。

第４図は、スクリーン構造を折りたたみとした場合であ
る。同図において、スクリーン３は６枚の小スクリーン
３５から成り、これらは、折りたためるように、互いに
蝶番３６などで連結されている。小画面表示の場合には
、小スクリーン３５を折りたたみ、また、大画面表示の
場合には、これらを開いて大スクリーンとする。筐体１
とスクリーン３間は、これも蝶番３６などで連結されて
おり、使用しないときには、折りたたんでおく。

これらの実施例によれば、投射器本体と一体化構造で、
かつスクリーンの大きさを目的に応じて変えることがで
きるという効果がある。なお、これらのスクリーンは、
背面投射型であっても良いし、前面投射型であっても良
い。

本発明では、上述の伸縮可能なスクリーン３と投射器の
筺体１を一体化することにより、ポータプル化が可能に
なるが、スクリーンが大きく、かつ、スクリーンと投射
光路との位置関係により、スクリーンが大きく、かつ、
スクリーンと投射光路との位置関係により画像にひずみ
が生じるという問題がある。

第５図は、従来の投射光学系を用いた場合の光路と結像
状態を示したものである。

光源９からの光は、レンズ１０により平行光となり、光
シャッタパネル１１の画像は、プロジェクションレンズ
１２で拡大して、同図破線の位置Ａ−Ａ’面に結像する
。ところが、スクリーン３の配置は垂直にあるため、例
えば同図の場合では、画面の上部Ａでは焦点が合うが、
下部４′では焦点が合わない。また、画像のひずみにつ
いても、第６図に示すように、正方形の画像を投射しよ
うとしても、下がすぼんだ形の画像となってしまう。

本発明ではこの問題を解消する一つの手段として、軸ハ
ズシ光学系を用いる。すなわち、第７図に示すように、
レンズ１０．光シャッタパネル１１及びプロジェクショ
ンレンズ４】を平行にしたままで、光軸をずらすことに
より、スクリーン３０面上に結像することができる。し
たがって、投射画像のゆがみ及び焦点ぼけが解消され、
良好な表示が得られる。

本発明の投射装置は、スクリーンの大きさが変えられ、
それにしたがって、画像の大きさを変える。すなわち、
ズーミング機能が必要となるし。

また、これによって、＊妙なフォーカス′ｉｓｌ！Ｉを
要する場合がある。次に、この調整手段の実施例につい
て説明する。

第８図は、筺体１に発光・受光素子４２を取付け、スク
リーン３に表示画像に支障のない程度の大きさのミラー
４３を取付けたものである。発光素子としては、例えば
ＬＥＤであり、受光素子としては、例えばフォトダイオ
ードである。

本発明では、投射器の筐体１とスクリーン３が一体化さ
れているので、画像の大きさがすなわち、スクリーンの
大きさとなる。したがって、第８図において、発光・受
光素子４２とスクリーン３間の距ｇ！ＱあるいはＱ′の
距離が判れば、プロジェクションレンズ１２の拡大率を
決めることができる。

具体的な信号の授受法を第９図及び第１０図に示す。

第９図において、ＶｒｖによりＬ　Ｅ　Ｄに通電し、発
光させ、スクリーンに取付けたミラー４３からの反射光
をフォトダイオードＰＤで受光する。増幅器４５でこの
受光信号を増幅し１倍号処理・駆動回路４６の信号によ
り、プロジェクションレンズ１２の焦点距離や上述の光
軸の軸はずし量などを自動的に調整する。レンズを駆動
するメカニズムについては、従来のカメラなどに用いら
れてぃる手法と同じで良い。

第１０図は、信号のタイミングを示したもので、ＶＩＮ
からＶｏ発生の時間ｔ、を測定することにより、投射器
本体１とスクリーン３間の距離ａあるいはＱ′を知るこ
とができる。この信号ｔｍによって、本実施例では、ア
ナログ的な信号Ｖａに変換して、プロジェクションレン
ズ１２を駆動する。

次に、焦点のずれを補正する他の実施例について説明す
る。

第１１図は、スクリーン３にフォトダイオードＰＤを取
付けた例である。このフォトダイオードＰＤに入力する
光信号りは１例えば原画像となる光シャッタパネルに一
定パターンを書込んだ光信号である。この光量は、スク
リーン上に正確に結像した場合に最大値となる。

したがって、このフォトダイオードＰＤからの信号を使
って、第９図で述べた駆動回路４６を作動し、プロジェ
クションレンズ１２を調整することにより、常に最良な
フォーカスの表示画像を得ることができる。

さらに、上記実施例では、光信号りとして、原画像から
の一定パターンの信号としたが、この光信号りを、画像
の平均的な光信号とすれば、スクリーン３に投射されろ
平均光量としてとらえることができる。すなわち、この
光信号を検出することにより、光源を調整して、投射画
面の明るさを任意に変えろことが可能となる。

以上の実施例では、投射器とスクリーンを一体化するこ
とにより、フォーカス、ズーム及び明るさの調整が自動
的に行える゛という効果が得られる。

次に、光シャッタパネル及び電気的処理系の実施例につ
いて以下に説明する。

光シャッタパネルとしては、本発明の目的でもある装置
の小形化を考慮すると、液晶セルが都合が良いので、本
実施例では、液晶セルを用いて説明する。

第１２ｖ４は、液晶セル１１の駆動についての実施例説
明図である。

第１２図において、入力信号としては、テレビ信号など
の画像信号Ｖｏである。信号処理回路６では、この画像
信号ＶＤを変換して、液晶駆動回路７に適当なタイミン
グ及びデータ信号にし、液晶駆動回路７により液晶セル
１１を駆動する。

液晶セル１１には１画像情報が書込まれ、これは、光シ
ャッタとして作用する。

この液晶セル１１は、マトリクス型あるいはＴＰＴ　（
薄膜トランジスタ）型のいずれでも良い。

また、液晶材料としては、　ＴＮ　（ツィステッド・ネ
マチック）型液晶あるいは、スメクチック液晶である。

スメクチック液晶を開いて、本発明を実現するには、例
えば、特ｒＡ昭５９−１７８０２号公報に記載の方法が
とられる。

一方、カラー表示を行う場合には、液晶セル内部にカラ
ーフィルタを積層する方式あるいは、液晶セルを複数枚
重ね合せる方法がとられる。また。

複数個のカラー情報を書込んだ液晶セルの画像光を光学
的に重ねてカラー化する方法がとられている。

第１３１１２１は、静止画像との重ね合せ表示を行う場
合の実施例である。

本実施例は、第１３ｙ４に示すように、液晶セル１１へ
の入射光が平行光であるので、液晶セル１１の前面又は
後面に１画像情報が描き込まれた透明の静止画フィルム
を重ね合せることによって容易に実現できる。

以上の実施例では、スクリーンに投射する場合について
説明したが、編集などを行う場合には、投射画像のモニ
タが必要になる。

一方、このモニタをする方式としては、モニタ専用のデ
ィスプレイを用いる方式があるが、この方式では、装置
が大形化するだけでなく１価格も高くなるという問題が
ある。

第１４Ｚは、モニタ機能を内蔵する場合の実施例である
。

鈍１４図において、液晶セル１１とプロジェクションレ
ンズ１２の中間にハーフミラ−５１を配置し、画像光を
プロジェクション側とモニタ側に分光する。モニタ側の
画像光は、モニタ用のレンズ５２を用いて、小形のスク
リーン５３上に結像する。

したがって、液晶セル１１に書込まれた画像と全く同じ
画像が表示されるので、モニタ機能を付加したもので装
置の小形化及び低価格化が期待される。

さらに、従来のプロジェクタでは、画面の位置を指す場
合には、指し棒などを使用して、スクリ・−ン上で直接
指していた。これは、スクリーンを傷つけるばかりでな
く、影が映って見にくいなどの問題がある。

第１５図及び第１６図は、この間層を解消するための実
施例である。

第１５図において、ライトペン５５により、タブレット
５６上に任意の位置を指定する。このタブレット５６は
、投射画像に対応した関係にあり、ライトペン５５で措
定した位置信号Ｖｐを出力する。この位置信号Ｖｐは、
検出処理回路５７によって、画面のアドレスを示す信号
Ｖ＾に変換される。この信号Ｖ＾と画像信号ＶＤが信号
重畳器５８によって重畳され、これが、信号処理回路６
に入力する。

すなわち、ライトペン５５で指定した位置情報と画像情
報が電気的に重畳されて、液晶セル１１に書込まれ、こ
れが、スクリーン上に表示され、ポインタとしての機能
が得られることになる。

第１６図は、ポインタ機能を実現するための他の実施例
である。

本実施例では、第１４図におけるモニタ用スクリーン５
３の上に、透明タブレット５６′を置いた場合である。

透明タブレットとしては、例えば透明シート上に透明電
極が塗布されたものを使用することにより実現できる。

この場合にも、第１５図で述べた方法と全く同じ手法に
より、ライトペンによるポインタ機能を実現できるが、
それに加えて、直接画面」二でのポインタ操作が可能と
なる。

これまでの実施例の画像情報信号Ｖｏとしては、装置の
外部から入力する場合について説明してきたが、画像情
報信号Ｖｏは、装置内部で発生しても良い。

第１７図に、本発明の装置にビデオテープレコーダ６２
を内蔵し、かつ画像情報信号を外部からも入力できるよ
うにした場合の実施例である。

ビデオテープレコーダ６２からと、外部からの入力信号
は、スイッチ６３により切替える。

スイッチ６３をビデオテープレコーダにすれば、ビデオ
テープの着脱により、操作性が良好になると同時に、繰
返して画像の再生が可能になる。また、スイッチ６３を
外部入力側にすれば、コンピュータ６１などとの接続が
可能になり、コンピュータ６１を操作しながら画像表示
ができる。

本実施例では、ビデオテープの例で示したが、これは、
ディスク、リードオンリメモリであっても良い、また、
外部入力信号源としては、通信端末回線などでも良い。

本発明の実施例では、第１図のスクリーン３のＡ面に投
射した場合の例で説明してきた。しかし、投射装置を設
置するスペースなどにより、８面に投射したい場合もあ
る。

第１８図に示す実施例は、Ｂ面投射の実施例である。こ
の場合ハード的には、ミラー５を筐体１から引出して、
８面に投射する。このとき、他の実施例と比べて画像が
、上下・左右共に反転するが、これは、光シヤツタ駆動
回路７に加える信号により容易に、正規画像にすること
ができる。すなわち、光シヤツタ駆動回路７に加える走
査俳号及びデータ信号のそれぞれを逆方向に印加すれば
、光シャッタパネル１１に、上下・左右が反転した画像
が書込まれ、最終的に投射画像は正規の画像が得られる
ことになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、伸縮可能なスクリーンと投射器を一体
化できるので、装置の小形化が図れるばかりでなく、自
動的にズーミング、フォーカシングが可能となるので操
作性の良好な投射装置が実現できる。光シャッタパネル
を電気的に駆動して拡大投射して表示しているので、小
形化できるとともに多様な信号を入力とする動画表示が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明の投射装置の外観図、第２図は第１図
の基本構成図、第３図及び第４図は、伸縮型スクリーン
の説明図、第５図は、従来の投射光学系説明図、第６図
は、第５図の従来例の投射像のひずみ例図、第７図は、
軸ハズシ光学系の説明図、第８図は、投射像大きさの測
定説明図、第９図は、第８図の具体的測定システム図、
第１０図は、第９図のタイミング図、第１１１．４は自
動フォーカシング及び自動光量設定時の説明図、第１２
図は、光シャッタパネルの駆動法説明図、第１３図は、
重ね合せ表示説明図、第１４図は、モー子りするための
方法の実施例図、第１５図及び第１１６図は、ポインタ
機能を実現するための実施例図、第１７図は、入力信号
形式を変えたときの実施例図、第１８図はスクリーンの
裏面に投射する実施例図である。１・・・筺体、３・・・スクリーン、４，４′・・・セ
ンサ。５．５′・・・ミラー、６・・・信号処理回路、７・・
・光シヤツタ駆動回路、８・・・レンズ駆動回路、９・
・・光源、１０・・・レンズ、１１・・・光シャッタパ
ネル、１２・・・プロジェクションレンズ、４１・・・
軸ハズシレンズ。５１・・・ハーフミラ−１５２・・・モニタレンズ、５
３・・・モニタスクリーン、５５・・・ライトペン、５
６゜高１図第２図不３０剤４−図第′Ｖ図市８囚第９図市１０図荊１１図馬１ｚ図市１３図高１４図来１５図病１６図高１８図ｂ’１８

Claims

【特許請求の範囲】１、電気的画像情報信号を入力して光学的情報に変換す
る光シャッタパネルと、該光シャッタパネルの光学的情
報を拡大投射する投射光学系を具備した投射器と、前記
光学的情報を映し出す伸縮可能なスクリーンとを、近接
して連結するとともに前記スクリーンまたは投射器に光
学センサを設け、この光学センサの出力信号により前記
投射光学系の拡大率、焦点合わせ、もしくは光量を調整
することを特徴とした投射装置。２、特許請求の範囲第１項記載の投射装置において、前
記投射光学系は、軸ハズシ光学系であることを特徴とし
た投射装置。３、前記第１項記載の投射装置において、前記光シャッ
タパネルは、液晶パネルであることを特徴とした投射装
置。４、前記第１項記載の投射装置において、光シャッタパ
ネルの前面又は後面に、透明フィルムに画像情報が描き
込まれたシートを設け、重ね合せ投射表示ができること
を特徴とした投射装置。５、前記第１項記載の投射装置において、投射光学系に
分岐光学系を設け、投射像のモニタ画像をスクリーン上
に表示することを特徴とした投射装置。６、前記第１項記載の投射装置において、投射画像の中
の一点を指定するタブレットを設け、該タブレットから
の位置情報と、前記画像情報を電気的に重畳し、前記指
定点と投射画像を重ね合せ表示することを特徴とした投
射装置。７、前記第１項記載の投射装置において、投射器に画像
記録媒体の着脱装置及び該画像記録媒体から画像情報を
読出す装置を設け、使用目的に応じて前記画像記録媒体
からの画像情報信号と、投射器外部から入力する画像情
報信号が切替えられることを特徴した投射装置。