KR20040108603A

KR20040108603A - 배면 투사형 프로젝터 및 그 사용 방법

Info

Publication number: KR20040108603A
Application number: KR1020040040628A
Authority: KR
Inventors: 야마카와히데마사
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2004-12-24
Also published as: TWI235880B; JP2004361771A; US7086743B2; TW200502668A; US20050012906A1; CN1573515A

Abstract

본 발명은 투영된 영상을 실제로 시인할 수 있는 실투영 범위가, 액정의 종횡비와는 다른 형상의 범위이더라도, 광의 불필요한 조사를 방지하여 광의 이용 효율을 높이고, 또한 영상의 불필요한 확대를 방지하여 장치의 소형화를 도모하는 것으로, 스크린 투영면(30)에 투영되는 변조광의 광축 R-S를 스크린 투영면(30)의 법선 N-N에 대하여 경사시키고, 실투영 범위 EFGH를 수용하는 사다리꼴 형상의 범위 ABCD에 투영한다. 또한, 스크린 투영면(30)의 후방에 반사경(20)을 배치하고, 변조광을 투영하는 투영부(10)를 스크린 투영면(30)의 측방에 배치하여, 변조광을 일단 후방을 향해 투영한 후, 반사경(20)에서 굴절시킨다. 또한, 영상 정보를 보정하여 왜곡이 없는 영상을 투영한다.

Description

배면 투사형 프로젝터 및 그 사용 방법{BACK PROJECTION TYPE PROJECTOR AND ITS METHOD OF USE}

본 발명은 배면 투사형 프로젝터, 특히, 스크린 투사면의 후방으로부터 투사광을 투사하는 배면 투사형 프로젝터 및 그 사용 방법에 관한 것이다.

도 7은 종래의 배면 투사형 프로젝터, 특히, 플레이 장치(playing apparatus)에 설치된 배면 투사형 프로젝터를 모식적으로 나타내는 단면도로서, (a)는 직접 투사하는 것, (b)는 반사경을 통해 투사하는 것이다.

도 7(a)에서, 배면 투사형 프로젝터(5)는 화상 정보에 따라 변조된 투사광을 투사하는 투사부(10)와, 해당 투사광이 투사되는 스크린 투사면(30)(도면 중, 사선으로 나타냄)을 갖고, 투사되는 투사광의 광축 R-S(도면 중, 점선으로 나타냄)가 스크린 투사면(30)의 법선 N-N에 일치하고 있다. 이 때문에, 화상 정보에 충실한 화상이 스크린 투사면(30) 상에 재현된다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).

또한, 도 7(b)에서, 배면 투사형 프로젝터(6)는 반사경(20)을 갖고, 반사경(20)을 이용하여 광축(도면 중, 점선으로 나타냄)을 직각으로 방향을 변경시키고 있다. 즉, 투사부(10)로부터 스크린 투사면(30)으로 평행하게 출사된 투사광(광축 R-M)은 반사경(20)에 의해 반사되어 스크린 투사면(30)의 법선 N-N에 일치하는 광축 M-S로 되어, 스크린 투사면(30)으로 투사된다. 또, 참조 부호 40은 스크린 투사면(30)을 유지하는 스크린 프레임, 참조 부호 50은 스크린 프레임(40)이 설치되어 도시하지 않은 기기를 수납하는 인클로저이다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 평성 제7-155442호 공보(제3페이지, 도 1)

(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 평성 제7-155442호 공보(제4페이지, 도 12)

그러나, 종래의 배면 투사형 프로젝터(5, 6)는 화상 정보에 충실한 화상이 스크린 투사면(30) 상에 재현되는 것이기 때문에, 화상 정보가, 예컨대, 종횡비(aspect ratio) 4:3 또는 16:9의 장방형의 액정 패널에 의해 부여되는 경우, 실제로 보여지는 스크린 투사면(30) 상의 화상(이하, 실투사 범위라고 함)은 액정 패널의 종횡비와 같은 종횡비의 장방형으로 되어 있었다.

도 8은 종래의 배면 투사형 프로젝터에 있어서의 실투사 범위를 모식적으로 설명하는 정면도이다. 도면 중 사선으로 나타내는 대략 타원 형상의 범위 EFGH는 플레이어(player)가 시인할 수 있는 범위(이하, 유효 투사 범위라고 함)이다. 이유효 투사 범위 EFGH는 플레이 기기(play machine)에 따라, 예컨대, 구형, 원형, 부채형 등 여러 가지 형상의 경우가 있다. 한편, 구형 범위 TUVW는 투사부(10)로부터 투사된 광의 실투사 범위를 나타낸다.

또, 설명을 쉽게 하기 위해, 스크린 투사면(30)은 유효 투사 범위 EFGH와 같은 범위에 설치된 것으로 하고 있기 때문에, 실제로 보여지는 광(실투사 범위 TUVW)은 스크린 투사면(30)을 유지하는 스크린 프레임(40)에도 투사되게 된다. 한편, 스크린 투사면(30)이 충분히 넓은 경우에는, 실투사 범위 TUVW의 전역이 스크린 투사면(30) 내에 있어, 그 일부가 시인되게 된다.

이 때, 유효 투사 범위 EFGH는 실투사 범위 TUVW의 일부로 한정되기 때문에, 실투사 범위 TUVW로부터 유효 투사 범위 EFGH를 제외한 중공의 구형 범위(hollow rectangular range)(이하, 무효 투사 범위라고 함)는 플레이어로부터는 시인되지 않음에도 불구하고, 유효 투사 범위 EFGH와 마찬가지로 광이 조사되기 때문에, 실제로 유효한 범위에서의 광의 이용 효율이 저하된다고 하는 문제점이 있었다.

또한, 수직 방향의 유효 투사 높이 E-G를 실투사 범위 내에 수용하기 위해, 수평 방향에서는 실투사 폭을 도면 중 Q-Q로 나타내는 폭까지 확대해야 하기 때문에, 실투사 폭 Q-Q는 유효 투사 폭 F-H에 대해 필요 이상으로 확대하고 있다(유효 투사 폭 F-H에 관한 실투사 폭 Q-Q의 비율이 크다). 즉, 화상이 불필요하게 확대됨으로써 투사 거리가 연장되고, 장치가 대형화한다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 무효 투사 범위를 좁게 하여 광의 이용 효율을 향상시킴과 동시에, 투사 거리를 단축하여 장치의소형화를 가능하게 하는 배면 투사형 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배면 투사형 프로젝터를 나타내는 단면도,

도 2는 배면 투사형 프로젝터에 있어서의 실투사 범위를 설명하는 정면도,

도 3은 배면 투사형 프로젝터에 있어서의 보정을 설명하는 정면도,

도 4는 배면 투사형 프로젝터에 있어서의 보정을 설명하는 정면도,

도 5는 배면 투사형 프로젝터에 있어서의 투사부의 제어계를 나타내는 블록도,

도 6은 배면 투사형 프로젝터에 있어서의 투사부의 구성도,

도 7은 종래의 배면 투사형 프로젝터를 모식적으로 나타내는 단면도,

도 8은 종래의 배면 투사형 프로젝터의 실투사 범위를 설명하는 정면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 배면 투사형 프로젝터(직접 투사)

2 : 배면 투사형 프로젝터(반사 투사)

10 : 투사부 20 : 반사경

30 : 스크린 투사면 40 : 스크린 프레임

50 : 인클로저 100 : 램프

200 : 오목 렌즈 300 : 조명 광학계

410R, 410G, 410B : 액정 패널 420 : 크로스 다이클로익 프리즘

600 : 투사 렌즈 704 : 화상 처리 회로

705 : 화상 보정 회로

본 발명에 따른 배면 투사형 프로젝터는 화상 정보에 따라 변조된 투사광을 투사하는 투사부와, 해당 투사광이 투사되는 스크린 투사면을 갖는 배면 투사형 프로젝터로서,

상기 스크린 투사면에 투사되는 투사광의 광축을 상기 스크린 투사면의 형상에 따라 상기 스크린 투사면의 법선에 대해 경사시킨 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 스크린 투사면에 투사되는 화상이 경사 방향으로 연장된다. 따라서, 스크린 투사면(실투사 범위에 상당함)의 종횡비가 액정 패널의 종횡비로 한정되지 않고, 스크린 투사면을 수용함으로써 작은 범위에 한해서 화상을 투사시킬 수 있다. 이 때문에, 무효 투사 범위가 감소하여 광의 이용 효율이 향상되고, 투사된 화상의 조도 향상 또는 조명 수단의 용량 감소가 가능하게 된다. 또한, 투사 배율이 저하되기 때문에, 광로가 단축되어 장치가 소형으로 된다.

또한, 본 발명에 따른 배면 투사형 프로젝터는 상기 스크린 투사면의 후방에 배치되고, 상기 투사부로부터 투사된 투사광을 반사시키는 반사경을 갖는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 반사경의 설치 자세를 변경하는 것만으로, 투사되는 광의 실투사 범위가 스크린 투사면의 형상에 대응한 것으로 된다. 또한, 투사광의 광로가 V자 형상으로 굴절되기 때문에, 장치가 소형으로 된다.

또한, 본 발명에 따른 배면 투사형 프로젝터는 상기 투사부가 상기 스크린투사면의 아래쪽에 배치되고, 상기 투사광이 해당 투사부로부터 상기 반사경을 통해 상기 스크린 투사면으로 투사되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 투사부가 스크린 투사면과 반사경 사이에 유지된 범위에 배치되어, 장치의 깊이(전후 방향의 두께)가 얇아진다.

또한, 본 발명에 따른 배면 투사형 프로젝터는 상기 화상 정보를, 상기 경사 투사에 의해 생기는 화상 왜곡을 보정하는 처리를 부가한 가상 화상 정보로 변환하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 스크린 투사면에 실제로 보여지는 화상은 왜곡이 없는 것으로 된다.

또한, 본 발명에 따른 배면 투사형 프로젝터는 상기 가상 화상 정보로의 변환이 상기 경사에 따라 투사광의 광로가 길게 된 범위로부터 짧게 된 범위를 향하여, 상기 화상 정보를 형성하는 액정 패널상의 화소를 점차 폭이 좁아지게 하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 액정 패널 상에 사다리꼴 보정된 가상 화상 정보가 작성된다.

또한, 본 발명에 따른 배면 투사형 프로젝터의 사용 방법은 상기 어느 하나에 기재된 배면 투사형 프로젝터를 이용하고, 그 스크린 투사면을 플레이하기를 위한 표시면으로서 이용하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 플레이를 위한 표시면의 형상에 대응하여 상기 성능을 발휘하는 배면 투사형 프로젝터를 사용할 수 있다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.

(배면 투사형 프로젝터)

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 또, 각 도면에 있어, 동일 부호는 동일물 또는 상당물을 나타내는 것으로 해서, 일부의 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배면 투사형 프로젝터를 모식적으로 나타내는 단면도로서, (a)는 직접 투사하는 것, (b)는 반사경을 통해 투사하는 것이다.

도 1(a)에서, 배면 투사형 프로젝터(1)는 투사부(10)의 투사 방향이 스크린 투사면(30)에 대하여 경사져 있다. 즉, 투사되는 투사광의 광축 R-S(도면 중 점선으로 나타냄)가 스크린 투사면(30)의 법선 N-N에 대하여 소정 각도만큼 경사져 있다. 이 소정 각도(이하, 경사 각도라고 함)란, 실투사 범위의 종횡비를 유효 투사 범위의 종횡비와 대략 동일하게 하는 각도이다. 즉, 유효 투사 범위가 세로 방향으로 긴 경우, 해당 경사 각도는 커진다.

도 1(b)에서, 배면 투사형 프로젝터(2)는 투사부(10)로부터 경사 후방 상향으로 출사된 투사광이 스크린 투사면(30)의 후방에 배치한 반사경(20)에 의해 경사 전방 상향으로 반사되어, 스크린 투사면(30)으로 투사되고 있다. 즉, 투사부(10)로부터 출사된 투사광(광축 R-M)은 스크린 투사면(30)에 평행하지 않고, 또한, 반사경(20)에서 반사된 투사광의 광축 R-M은 스크린 투사면(30)의 법선 N-N에 평행하지 않다.

특히, 배면 투사형 프로젝터(2)는 투사부(10)가 스크린 투사면(30)의 아래쪽에 배치되고(스크린 투사면(30)과 반사경(20) 사이에 유지되는 깊이의 범위 내로배치되고), 투사부(10)로부터 일단 후방을 향하여 투사된 투사광을, 반사경(20)에 의해 전방으로 반사하고 나서 스크린 투사면(30)으로 투사하기 위해, 투사광의 광축이 V자 형상으로 굴곡하기 때문에, 배면 투사형 프로젝터(2)의 깊이를 얇게 할 수 있게 된다. 또한, 투사부(10)와 스크린 투사면(30)과 반사경(20)을 수용하는 인클로저(50)를 갖기 때문에, 도시하지 않은 각 기기가 전후 방향에서 두께가 얇은 인클로저(50)에 수용되어, 반송, 보관 및 설치가 용이하게 됨과 동시에, 투사 환경이 보전된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배면 투사형 프로젝터에 있어서의 실투사 범위를 모식적으로 설명하는 정면도이다. 도 2에서, 상기한 바와 같이, 투사되는 투사광의 광축이 스크린 투사면(30)의 법선에 대해 경사지고 있기 때문에, 실투사 범위는 세로 방향으로 길게 변형되고, 그 종횡비가 유효 투사 범위 EFGH(사선으로 나타내는 범위)의 종횡비에 의해 근사한 것으로 되어 있다. 이 때, 광로가 길수록 크게 확대되기 때문에, 광로가 보다 긴 상측이 광로가 보다 짧은 하측보다도 수평 방향에서 연장되고, 투사되는 화상은 역사다리꼴을 나타낸다. 또한, 실투사 범위를 유사한 형상으로 축소하고(투사부(10)와 스크린 투사면(30)의 거리를 단축, 또는 투사 확대율을 저하시켜), 유효 투사 범위 EFGH를 커버할 수 있는 크기로 한 것이 도시하는 실투사 범위 ABCD이다.

따라서, 실투사 범위 ABCD는 유효 투사 범위 EFGH를 효과적으로 커버하기 때문에, 무효 투사 범위가 감소하여 광의 이용 효율이 대폭 개선된다. 또한, 수평 방향에서 실투사 폭 P-P가 유효 투사 폭 F-H에 근접(유효 투사 폭 F-H에 대한 실투사 폭 P-P의 비율이 작게 됨)하기 때문에, 화상의 불필요한 확대가 없는 만큼, 투사되는 투사광의 광로가 단축되어 장치가 소형으로 된다.

특히, 반사경(20)을 배치한 경우에는, 그 배치 자세(경사 각도)를 변경하는 것만으로, 실투사 범위 ABCD의 형상 조정을 용이하게 할 수 있다.

또, 상기는 스크린 투사면(30)이 실제로 시인할 수 있는 범위인 유효 투사 범위 EFGH와 동일한 경우에 대해 설명하고 있지만, 스크린 투사면(30)을 유효 투사 범위 EFGH보다 넓은 범위로 하여도 좋다. 예컨대, 소정 형상(원형, 부채형, 이형(異形) 등)의 개구부를 갖는 마스크를 스크린 투사면(30)에 가설하고, 전면 측으로부터는, 해당 소정 형상 범위의 화상(유효 투사 범위 EFGH에 상당함)만 시인하도록 할 수도 있다.

또한, 상기는 유효 투사 범위가 액정 패널보다도 세로 방향으로 긴 경우에, 투사되는 투사광의 광축을 수직면 내에서 경사시키고 있지만, 유효 투사 범위가 액정 패널보다도 가로 방향으로 긴 경우에는, 투사부(10)를 스크린 투사면(30)의 측방에 배치하여, 상기 광축을 수평면 내에서 경사시키면 좋다.

(화상 왜곡의 보정)

다음에, 스크린 투사면에 대해 경사지게 투사하는 것에 따라 생기는 화상 왜곡의 보정에 대해 설명한다.

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시예에 따른 배면 투사형 프로젝터에 있어서의 투사 화상의 보정을 모식적으로 설명하는 정면도로서, 도 3은 보정이 없는 경우, 도 4는 보정이 있는 경우이다.

도 3(a)에 나타내는 구형(矩形)의 액정 패널(실선으로 나타냄) 상에 원형 화소 I1J1K1L1(점선으로 나타냄)이 형성되어 있다. 이 때, 구형의 액정 패널이 실제로 투사되는 범위는 사다리꼴의 실화상 범위 ABCD이고, 원형의 화소 I1J1K1L1에 대응한 화상은 배형(pear-shape) 화상 I2J2K2L2(도 3(b)에서 점선으로 나타냄)를 나타낸다.

즉, 투사광의 광축이 스크린 투사면(30)에 대하여 경사져 있기 때문에, 실화상 범위 ABCD는 전체가 수직 방향으로 신장되고, 또한, 광로가 보다 긴 범위(경사 각도가 보다 큰 범위)에서 수평 방향에 의해 크게 확대되고, 광로가 보다 짧은 범위(경사 각도가 보다 작은 범위)에서 작게 확대된다. 이에 따라, 원형 화소는「배형」으로 왜곡되어 있다.

도 4(a)는 액정 패널 상에 「역배형(reverse pear shape)」의 가상적인 화소 I3J3K3L3을 형성한 것이다. 이 때, 실제로 투사되는 범위는 사다리꼴의 실화상 범위 ABCD이고, 역배형 화소 I3J3K3L3에 대응한 가상적인 화상은 타원형 화상 I4J4K4L4(도 4(b)에서 점선으로 나타냄)를 나타낸다.

또한, 가상적인 화상인 타원형 화상 I4J4K4L4를 수직 방향에서 축소(scaling)하고, 실화상 범위 ABCD 내에 수용하는 보정을 행하며, 별도로, 수평 방향으로 축소하여 원형 화상 I5J5K5L5로 한다(도 4(c) 참조).

따라서, 해당 보정에 의해, 원형 화소 I1J1K1L1과 거의 같은 원형 화상 I5J5K5L5가 스크린 투사면 상에 얻어진다. 즉, 이러한 보정을 투사하고자 하는 본래의 화상 정보에 대해 부가하여 가상 화상 정보로 변환하고, 이 가상 화상 정보를 액정 패널에 통과시킴으로써, 최종적으로, 왜곡이 적은 화상이 스크린 투사면에 투사되게 된다.

(투사부의 제어계)

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투사부(10)의 제어계를 나타내는 블록도이다. 이 제어계는 램프(100), 액정 패널(410R, 410G, 410B), 크로스 다이클로익 프리즘(420), 투사 렌즈(600), 램프 구동 회로(702), 화상 처리 회로(704), 화상 보정 회로(705), 음성 처리 회로(707), 스피커(708), 메모리(709), 데이터 송수신 회로(711), 사용자 인터페이스 회로(714), 중앙 처리 제어부(715) 등으로 이루어진다.

램프 구동 회로(702)는 램프(100)를 구동하기 위한 것이고, 램프(100)에 공급하는 전압이나 전류가 여기서 최종적으로 조정된다.

화상 처리 회로(704)는 액정 패널(410R, 410G, 410B)에서 화상을 생성시키기 위해 필요한 화상 신호나 제어 신호가 처리되는 회로다.

화상 보정 회로(705)는 화상 처리 회로(704) 내에 마련되고, 상기 경사 각도 등의 투사 조건 등에 따라 투사하고자 하는 본래의 화상 정보를 가상 화상 정보로 변환하는 것이다.

음성 처리 회로(707)는 음성 신호를 처리하여 스피커(708)로부터 음성을 출력시키기 위한 회로이다.

메모리(709)는 투사부 내에 각종 정보를 기억 유지해 두기 위한 것으로, 투사 관련 데이터(화상 데이터, 광축의 경사 각도 등)나, 그 밖의 데이터가 기억되어 있다.

데이터 송수신 회로(711)는 투사부(10)의 외부로부터 투사 관련 데이터 및 그 밖의 데이터를, 투사부 내부로 취입하기 위한 인터페이스 회로이며, 여기에서 취입한 액정 패널에 대한 상기 소정값은 메모리(709)로 보내져 기억된다. 또, 이 부분은 데이터만을 수신하면 데이터만을 수신하는 회로라도 좋지만, 여기서는, 투사부(10)로부터 외부기기로의 데이터 송신도 가능하도록, 데이터 송수신 회로(711)로 하고 있다.

사용자 인터페이스 회로(714)는 투사부(10)의 동작을 조작하는 신호를 입력하기 위한 회로이며, 투사부(10)에 부착된 조작부 또는 리모트 컨트롤러로부터의 조작 신호가 수신되는 회로이다.

중앙 처리 제어부(715)는 이제까지 설명한 각 부분(각 회로 등)을 적절히 관련지어 소정의 동작을 실행시키기 위한 것으로, CPU 및 RAM 등으로 구성된다.

(투사부의 구성)

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배면 투사형 프로젝터에서의 투사부 구성도이다. 도 5에서, 이 광학계는 발광관(110) 및 리플렉터(120)를 구비한 램프(100)와, 램프(100)로부터의 출사광을 소정 광으로 조정하는 수단을 구비한 조명 광학계(300)와, 다이클로익 미러(382, 386), 반사 미러(384) 등을 갖는 색광 분리광학계(380)와, 입사측 렌즈(392), 릴레이 렌즈(396), 반사 미러(394, 398)를 갖는 릴레이 광학계(390)와, 각 색광에 대응하는 필드 렌즈(400, 402, 404) 및 광변조 장치로서의 액정 패널(410R, 410G, 410B)과, 색광 합성 광학계인 크로스 다이클로익 프리즘(420)과, 투사 렌즈(600)를 구비하고 있다.

다음에, 상기 구성의 투사부의 작용을 설명한다. 램프(100)는 투사부(10)의 조명원이며, 발광관(110)의 발광부의 중심으로부터 출사된 광 내에서 후방으로 향하는 것은 리플렉터(120)에 의해 반사되어 전방을 향해 출사된다. 램프(100)를 나온 광은 오목 렌즈(200)로 들어가고, 거기서 광의 진행 방향이 조명 광학계(300)의 광축과 거의 평행하게 조정된 후, 적분기 렌즈(integrator lens)를 구성하는 제 1 렌즈 어레이(320)의 각 소(小) 렌즈(321)로 입사된다.

제 1 렌즈 어레이(320)는 입사광을 소 렌즈(321)의 수에 따른 복수의 부분 광속(光束)으로 분할한다. 제 1 렌즈 어레이(320)를 나온 각 부분 광속은 그 각 소 렌즈(321)에 각각 대응한 소 렌즈(341)를 가져 이루어지는 적분기 렌즈를 구성하는 제 2 렌즈 어레이(340)로 입사된다. 그리고, 제 2 렌즈 어레이(340)로부터의 출사광은 편광 변환 소자 어레이(360)가 대응하는 편광 분리막(도시 생략)의 근방에 집광된다. 그 때, 차광판(도시 생략)에 의해, 편광 변환 소자 어레이(360)로의 입사광 중, 편광 분리막에 대응하는 부분에만 광이 입사되도록 조정된다.

편광 변환 소자 어레이(360)에서는, 거기에 입사된 광속이 같은 종류의 직선편광으로 변환된다. 그리고, 편광 변환 소자 어레이(360)에서 편광 방향이 갖추어진 복수의 부분 광속은 중첩 렌즈(370)로 들어가고, 거기서 액정 패널(410R, 410G,410B)을 조사하는 각 부분 광속이, 대응하는 액정 패널면 상에서 중첩되도록 조정된다.

색광 분리 광학계(380)는 제 1 및 제 2 다이클로익 미러(382, 386)를 구비하고, 조명 광학계로부터 사출되는 광을, 적색, 녹색, 청색의 3색 색광으로 분리하는 기능을 갖고 있다. 제 1 다이클로익 미러(382)는 중첩 렌즈(370)로부터 사출되는 광 중 적색 성분을 투과시키고, 또한 청색 성분과 녹색 성분을 반사시킨다. 제 1 다이클로익 미러(382)를 투과한 적색광은 반사 미러(384)에서 반사되고, 필드 렌즈(400)를 거쳐 적색광용 액정 패널(410R)에 도달한다. 이 필드 렌즈(400)는 중첩 렌즈(370)로부터 사출된 각 부분 광속을 그 중심축(주(主) 광선)에 대하여 평행한 광속으로 변환한다. 다른 액정 패널(410G, 410B) 앞에 마련된 필드 렌즈(402, 404)도 마찬가지로 작용한다.

또한, 제 1 다이클로익 미러(382)에서 반사된 청색광과 녹색광 중 녹색광은 제 2 다이클로익 미러(386)에 의해 반사되고, 필드 렌즈(402)를 거쳐 녹색광용 액정 패널(410G)에 도달한다. 한편, 청색광은 제 2 다이클로익 미러(386)를 투과하고, 릴레이 광학계(390), 즉, 입사측 렌즈(392), 반사 미러(394), 릴레이 렌즈(396) 및 반사 미러(398)를 거치고, 또한 필드 렌즈(404)를 거쳐 청색광용 액정 패널(410B)에 도달한다.

또, 청색광에 릴레이 광학계(390)가 사용되고 있는 것은 청색광의 광로 길이가 다른 색광의 광로 길이보다도 길기 때문에, 광의 발산 등에 의한 광의 이용 효율 저하를 방지하기 위함이다. 즉, 입사측 렌즈(392)에 입사된 부분 광속을 그대로, 필드 렌즈(404)로 전하기 위함이다. 또, 릴레이 광학계(390)는 세 개의 색광 중 청색광을 통과시키는 구성으로 했지만, 적색광 등의 다른 색광을 통과시키는 구성으로 하여도 좋다.

세 개의 액정 패널(410R, 410G, 410B)은 입사된 각 색광을, 주어진 화상 정보에 따라 변조하고, 각 색광의 화상을 형성한다. 또, 세 개의 액정 패널(410R, 410G, 410B)의 광입사면 측, 광출사면 측에는, 통상, 편광판이 마련되어 있다.

각 액정 패널(410R, 410G, 410B)로부터 사출된 3색의 변조광은 이들 변조광을 합성하여 컬러 화상을 형성하는 색광 합성 광학계로서의 기능을 갖는 크로스 다이클로익 프리즘(420)으로 들어간다. 크로스 다이클로익 프리즘(420)에는, 적색광을 반사하는 유전체 다층막과, 청색광을 반사하는 유전체 다층막이 네 개의 직각 프리즘의 계면에 대략 X자 형상으로 형성되어 있다. 이들 유전체 다층막에 의해 적색, 녹색, 청색의 3색의 변조광이 합성되어, 컬러 화상을 투사하기 위한 변조색 합성광이 형성된다. 그리고, 크로스 다이클로익 프리즘(420)에서 합성된 변조색 합성광은 마지막으로 투사 렌즈(600)로 들어가고, 거기에서 스크린 상에 컬러 화상으로서 투사 표시된다.

또, 이상, 투과형 액정 패널을 이용한 투사부를 예로 설명했지만, 본 발명은 반사형 액정 패널을 이용한 투사부에도 적용할 수 있다. 여기서, 「투과형」이란, 액정 패널 등의 광변조 장치가 광을 투과하는 타입인 것을 의미하고 있고, 「반사형」이란, 그것이 광을 반사하는 타입인 것을 의미하고 있다. 또한, 광변조 장치는 액정 패널에 한정되는 것이 아니라, 예컨대, 구형으로 배치된 마이크로미러를이용한 장치더라도 좋다.

본 발명은, 상기한 구성을 함으로써, 투영된 영상을 실제로 시인할 수 있는 실투영 범위가 액정의 종횡비와는 다른 형상의 범위이더라도, 광의 불필요한 조사를 방지하여 광의 이용 효율을 높이고, 또한 영상의 불필요한 확대를 방지하여 장치를 소형화할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims

화상 정보에 따라 변조된 투사광을 투사하는 투사부와, 해당 투사광이 투사되는 스크린 투사면을 갖는 배면 투사형 프로젝터로서,

상기 스크린 투사면으로 투사되는 투사광의 광축을 상기 스크린 투사면의 형상에 따라 상기 스크린 투사면의 법선에 대하여 경사지게 한 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.
제 1 항에 있어서,

상기 스크린 투사면의 후방에 배치되고, 상기 투사부로부터 투사된 투사광을 반사시키는 반사경을 갖는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.
제 2 항에 있어서,

상기 투사부는 상기 스크린 투사면의 아래쪽에 배치되고, 상기 투사광이 해당 투사부로부터 상기 반사경을 거쳐 스크린 투사면으로 투사되는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 화상 정보를, 상기 경사 투사에 의해 생기는 화상 왜곡을 보정하는 처리를 가한 가상 화상 정보로 변환하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.
제 4 항에 있어서,

상기 가상 화상 정보로의 변환은 상기 경사에 따라 투사광의 광로가 길게 된 범위로부터 짧게 된 범위로 향하여, 상기 화상 정보를 형성하는 액정 패널 상의 화소를 점차 폭이 좁아지게 하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터.
청구항 1에 기재한 배면 투사형 프로젝터를 이용하여, 그 스크린 투사면을 플레이(play)용 표시면으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 프로젝터의 사용 방법.