説明

プロジェクターおよび画像表示システム

【課題】大型化を抑制して光信号を出力する複数の発光部を収納するプロジェクターを提供する。
【解決手段】プロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、第1画像および第2画像を時分割でスクリーン上に投影する。プロジェクター1は、変調した光束を投写する投写レンズ36と、第1画像と第2画像との切り替えに同期する光信号を、スクリーンに向けて出力する複数の発光部7と、を備え、複数の発光部7は、投写レンズ36の外周を囲むように環状に配置されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロジェクターおよび画像表示システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーンに投写するプロジェクターが知られている。また、近年、右目用画像および左目用画像をスクリーンに投影し、専用の眼鏡を用いることで観察者に立体画像として認識させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1に記載されている多眼立体表示装置は、プロジェクターと赤外線発光機とを備えている。プロジェクターは、入力される映像信号に従って所定の映像をスクリーンに投影する。赤外線発光機は、プロジェクターに接続されてスクリーンの上方に配置され、発光によって映像信号に同期する赤外線信号を出力する。そして、専用の眼鏡(液晶シャッターメガネ)を装着した観察者は、左右のシャッターが赤外線信号に基づいて開閉することによって立体画像として認識する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−126501号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら特許文献1には、詳細な説明は記載されていないが、プロジェクターと赤外線発光機とがケーブル等を介して接続されていると考えられ、ケーブルの処理等によって多眼立体表示装置を設置することが煩わしいという課題がある。また、赤外線発光機をプロジェクターに内蔵するとプロジェクターが大型化することが考えられる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【0007】
[適用例1]本適用例に係るプロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、第1画像および第2画像を時分割でスクリーンに投影するプロジェクターであって、変調した光束を投写する投写レンズと、前記第1画像と前記第2画像との切り替えに同期する光信号を、前記スクリーンに向けて出力する複数の発光部と、を備え、前記複数の発光部は、前記投写レンズの外周を囲むように環状に配置されていることを特徴とする。
【0008】
この構成によれば、発光部は、第1画像および第2画像の画像情報に同期した光信号を、スクリーンに向けて出力するように複数設けられている。これによって、強度を高めて発光部から光信号を出力してスクリーンによって反射させ、この反射された光信号をより広範囲に位置する画像の観察者に到達させることが可能となる。よって、観察者は、光信号を受光することに対応して、シャッターが開閉する画像観察用眼鏡を装着することで、スクリーンに投写された画像を立体画像として認識したり、2種類の画像を観察したりすることがより確実に可能となる。
さらに、発光部は、投写レンズの外周を囲むように環状に配置されている。つまり、発光部は、デッドスペースになりがちな領域に配置されているので、プロジェクターは、大型化が抑制されて複数の発光部を収納することが可能となる。また、プロジェクターの外装筐体に光信号が通過する開口部を専用に形成しなくとも、投写レンズから投写される光(投写光)が通過する開口部からこの光信号を出力させることができる。これによって、プロジェクターは、外装筐体に凹凸や、穴部等が増えることが抑制されるので、デザイン性の向上が図れる。
【0009】
[適用例2]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記複数の発光部が実装される回路基板をさらに備え、前記回路基板は、前記投写レンズが挿通される挿通孔を有し、前記発光部は、前記挿通孔の周縁部に沿って配置されていることが好ましい。
【0010】
この構成によれば、発光部は、回路基板に実装され、投写レンズが挿通される挿通孔の周縁部に沿って配置されている。これによって、複数の発光部を簡単な構成でかつスペース効率良く投写レンズの外側に環状に配置することが可能となる。よって、複数の発光部を収納しつつプロジェクターの大型化をさらに抑制することが可能になると共に、プロジェクターの製造工程の簡素化が図れる。
【0011】
[適用例3]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記発光部の前記光信号が出力される側を覆う光学フィルターをさらに備え、前記光学フィルターは、前記光信号が透過し、前記光信号と異なる波長領域の光を遮蔽する部材で形成されていることが好ましい。
【0012】
この構成によれば、発光部の光信号が出力される側は、光信号が透過し、光信号と異なる波長領域の光を遮蔽する光学フィルターによって覆われている。これによって、例えば、光信号となる赤外光を出力する発光部を採用し、光学フィルターとして赤外光を透過し、可視光の透過を抑制する材料を採用することで、発光部や発光部周囲の内部の部材をプロジェクター外部から見えにくくしたり、プロジェクター内部から外部への漏れ光を抑制したりすることが可能となる。よって、デザイン性の向上がさらに図れ、また、漏れ光による観察者に不快感を与えることや、投写された画像の劣化の抑制が可能となる。
【0013】
[適用例4]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記光学フィルターには、前記発光部から出力された前記光信号の進行方向に向かう程広がる角度分布を狭めるように前記光信号を屈折させるレンズ部が設けられていることが好ましい。
【0014】
この構成によれば、発光部から出力された光信号は、光学フィルターのレンズ部によって角度分布が狭められるように屈折する。これによって、光信号が進行方向に向かう程広がる角度分布を有する、例えばLED(Light Emitting Diode)等の発光部を採用しても、光信号の拡散が抑制され、プロジェクターから離れた位置に設置されるスクリーンの外側にはみ出ること、つまり発光部から出力された光信号の損失が抑制される。よって、レンズ部を備えない構成に比べ、プロジェクターとスクリーンとの距離を大きくしても光信号を観察者に装着された画像観察用眼鏡に到達させることが可能となる。
【0015】
[適用例5]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記投写レンズは、光軸が前記スクリーンに投写された画像の中心に対してずれるあおり投写するように構成され、前記光学フィルターには、前記投写レンズのあおり方向と同一方向に前記光信号を屈折させるレンズ部が設けられていることが好ましい。
【0016】
この構成によれば、投写レンズは、あおり投写するように構成され、光信号は、レンズ部によってあおり方向と同一方向に屈折する。これによって、あおり投写する投写レンズを備えるプロジェクターにおいても、光信号をスクリーン内に確実に到達させることが可能となる。よって、発光部から出力された光信号の損失が抑制され、画像観察用眼鏡を装着した観察者は、スクリーンに投写された画像を確実に立体画像として認識することが可能となる。
【0017】
[適用例6]本適用例に係る画像表示システムは、上記適用例に係るプロジェクターと、前記プロジェクターから出力された前記光信号を受光する受光部、および前記受光部で受光した前記光信号に対応して光が通過する開放状態と光が遮蔽される遮光状態とが切り替えられるシャッターを有する画像観察用眼鏡と、を備えることを特徴とする。
【0018】
この構成によれば、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本実施形態のプロジェクターの外観を示す斜視図。
【図2】本実施形態のプロジェクター内部の概略構成を示す模式図。
【図3】本実施形態におけるフロントケース近傍のプロジェクターの分解斜視図。
【図4】本実施形態における投写レンズ、およびフロントケース近傍のプロジェクターの断面図。
【図5】本実施形態の発信装置および光学フィルターの斜視図。
【図6】本実施形態の画像観察用眼鏡の外観を模式的に示す斜視図。
【図7】本実施形態における発光部から出力された光信号がプロジェクター外部に出力されるまでの光路を説明するための模式図。
【図8】本実施形態の画像表示システムおよびスクリーンの模式図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本実施形態に係るプロジェクターおよび画像表示システムについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーンに拡大投写する。また、本実施形態のプロジェクターは、第1画像としての右目用画像、および第2画像としての左目用画像を時分割でスクリーンに投影できるように構成されている。また、本実施形態のプロジェクターは、この右目用画像と左目用画像との切り替えに同期した光信号をスクリーンに向けて出力するように構成されている。そして、スクリーンに投写された画像を観察する観察者は、専用の画像観察用眼鏡を装着することによって、画像観察用眼鏡がスクリーンから反射された光信号によって制御され、投写された画像を立体画像として認識することができる。
画像表示システムは、このプロジェクターおよび画像観察用眼鏡を備えて構成される。
【0021】
〔プロジェクターの主な構成〕
図1は、本実施形態のプロジェクター1の外観を示す斜視図である。図2は、プロジェクター1内部の概略構成を示す模式図である。
プロジェクター1は、図1、図2に示すように、外装を構成する外装筐体2、制御部(図示省略)、光源装置31を有する光学ユニット3、光源装置31や制御部に電力を供給する電源装置4、発信装置5、および光学フィルター8等を備えている。なお、具体的な図示は省略したが、外装筐体2内には、プロジェクター1の内部を冷却するための冷却ファンや空気を導くダクト等が配置されている。また、以下では、説明の便宜上、光源装置31から光束が射出される方向を+X方向、プロジェクター1から投写される投写光が射出される方向を+Y方向(前方向)、図1における上方向を+Z方向(上方向)として記載する。
【0022】
外装筐体2は、合成樹脂製であり、図1に示すように、アッパーケース21、ロアーケース22、およびフロントケース23等を備えており、これらは、ネジ等により固定されている。
【0023】
アッパーケース21は、図1に示すように、外装筐体2の上部を構成する。アッパーケース21の上面には、後方にプロジェクター1の各種指示を行うための操作パネル20が配置され、操作パネル20の前方には、後述するズームレバー3631およびフォーカスレバー3644が露出する開口部が設けられている。
【0024】
ロアーケース22は、外装筐体2の下部を構成する。ロアーケース22の下方には、プロジェクター1が机上等に設置される際に設置面に当接する脚部24が突出して設けられている。
【0025】
フロントケース23は、外装筐体2の前部を構成する。フロントケース23の中央部には、前方から見て円形の開口部231が形成されており、この開口部231から投写される投写光が通過する。
フロントケース23には、開口部231の+X側に、外部の空気が取り込まれる吸気口232が設けられており、吸気口232の内側には、図示しない吸気用のダクトが配置されている。また、フロントケース23には、開口部231の−X側に、外装筐体2内の温まった空気が外部に排出される排気口233が設けられており、排気口233の内側には、図示しない排気用のダクトが配置されている。
【0026】
制御部は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター1の動作の制御を行う。
【0027】
光学ユニット3は、制御部による制御の下、光源311から射出された光束を光学的に処理して投写する。
光学ユニット3は、図2に示すように、光源装置31、インテグレーター照明光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34、電気光学装置35、投写レンズ36、およびこれらの部材31〜36を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体37を備える。
光学ユニット3は、図2に示すように平面視略L字状に形成され、一方の端部に光源装置31が着脱可能に配置され、他方の端部に投写レンズ36が配置される。
【0028】
光源装置31は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源311、リフレクター312および光透過部材としての平行化レンズ313等を備えている。光源装置31は、光源311から射出された光束をリフレクター312にて反射した後、平行化レンズ313よって射出方向を揃え、インテグレーター照明光学系32に向けて射出する。
【0029】
インテグレーター照明光学系32は、第1レンズアレイ321、第2レンズアレイ322、偏光変換素子323、および重畳レンズ324を備える。
第1レンズアレイ321は、光源装置31から射出された光束を複数の部分光束に分割する光学素子であり、光源装置31から射出された光束の光軸Cに対して略直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えている。
【0030】
第2レンズアレイ322は、第1レンズアレイ321と略同様の構成を有しており、重畳レンズ324とともに、第1レンズアレイ321から射出された部分光束を後述する液晶ライトバルブ351の表面に重畳させる。
偏光変換素子323は、第2レンズアレイ322から射出されたランダム偏光光を液晶ライトバルブ351で利用可能な略1種類の偏光光に揃える機能を有する。
【0031】
色分離光学系33は、2枚のダイクロイックミラー331,332、および反射ミラー333を備え、インテグレーター照明光学系32から射出された光束を赤色光(以下「R光」という)、緑色光(以下「G光」という)、青色光(以下「B光」という)の3色の色光に分離する機能を有する。
【0032】
リレー光学系34は、入射側レンズ341、リレーレンズ343、および反射ミラー342,344を備え、色分離光学系33で分離されたR光をR光用の液晶ライトバルブ351Rまで導く機能を有する。なお、光学ユニット3は、リレー光学系34がR光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、B光を導く構成としてもよい。
【0033】
電気光学装置35は、光変調装置としての液晶ライトバルブ351および色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム352を備え、色分離光学系33で分離された各色光を、右目用および左目用の画像情報に応じて変調し、変調した各色光を合成する。
【0034】
液晶ライトバルブ351は、3色の色光毎に備えられており(R光用の液晶ライトバルブを351R、G光用の液晶ライトバルブを351G、B光用の液晶ライトバルブを351Bとする)、それぞれ透過型の液晶パネル、およびその両面に配置された入射側偏光板、射出側偏光板を有している。
【0035】
液晶ライトバルブ351は、図示しない微小画素がマトリクス状に形成された矩形状の画素領域を有し、各画素が画像情報に応じた光透過率に設定され、画素領域内に表示画像を形成する。そして、色分離光学系33で分離された各色光は、液晶ライトバルブ351にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム352に射出される。
【0036】
クロスダイクロイックプリズム352は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム352は、誘電体多層膜が液晶ライトバルブ351R,351Bにて変調された色光を反射し、液晶ライトバルブ351Gにて変調された色光を透過して、各色光を合成する。
【0037】
投写レンズ36は、複数のレンズを有して構成され、液晶ライトバルブ351にて変調され、クロスダイクロイックプリズム352にて合成された光をスクリーン上に拡大投写する。この結果、スクリーンには、左目用画像と右目用画像とがフレーム単位で交互に投影される。なお、投写レンズ36については、後で詳細に説明する。
【0038】
電源装置4は、詳細な説明は省略するが、電源ブロックおよび光源装置31を駆動する光源駆動ブロック(いずれも図示省略)を備え、制御部および光源311等の電子部品に電力を供給する。
【0039】
図3は、フロントケース23近傍のプロジェクター1の分解斜視図である。
発信装置5は、複数の発光部7を有し、図3に示すように、フロントケース23の内側に配置されている。発信装置5は、制御部の指示に基づいて、右目用画像と左目用画像との切り替えに同期する光信号をスクリーンに向けて出力する。
【0040】
光学フィルター8は、光信号を透過する材料で形成され、図3に示すように、発信装置5の前方(+Y側)に配置されている。光学フィルター8は、発信装置5をプロジェクター1外部から見えにくくするように配置されると共に、発光部7から出力された光信号が効率良くスクリーンに向かうよう光信号を屈折させる機能を有している。なお、発信装置5および光学フィルター8については、後で詳細に説明する。
【0041】
〔投写レンズの主な構成〕
ここで、投写レンズ36の主な構成について説明する。
図4は、投写レンズ36、およびフロントケース23近傍のプロジェクター1の断面図であり、−X方向から見た図である。なお、図4は、投写レンズ36の複数のレンズのうち、一部のレンズを省略した図である。
【0042】
投写レンズ36は、複数のレンズに加え、図3、図4に示すように、案内筒361、カム筒(図示省略)、前側筒362、ズームリング363、フォーカスリング364およびフランジ365を備えている。
【0043】
詳細な説明は省略するが、複数のレンズは、投写レンズ36の光軸36C(図4参照)に沿って配置されており、投写された画像がズーム調整、およびフォーカス調整可能に構成されている。
案内筒361は、円筒状に形成され、内部に複数のレンズが収納される。また、案内筒361には、図4に示すように、光路後段側の外周面にネジ溝3611が形成されている。
【0044】
図示しないカム筒は、円筒状に形成され、内側に案内筒361が嵌挿される。そして、カム筒が案内筒361に対して回転されると、ズーム調整に寄与するレンズは、光軸36Cに沿って移動する。
【0045】
前側筒362は、図4に示すように、案内筒361のネジ溝3611に螺合されて案内筒361に回転可能に取り付けられている。そして、前側筒362が回転されると、前側筒362に取り付けられたレンズが光軸36Cに沿って移動し、フォーカスが調整される。
【0046】
ズームリング363は、光軸36C方向に段差を有する円筒状に形成され、カム筒の外面にネジ固定される。ズームリング363は、光路後段側より光路前段側の外形が大きく形成されており、光路前段側の外面には、光軸36Cに交差する方向に突出するズームレバー3631が設けられている。投写レンズ36は、このズームレバー3631が把持されて回転されることによって、カム筒が回転して投写された画像のズームが調整される。
【0047】
フォーカスリング364は、光軸36C方向に段差を有する円筒状に形成され、前側筒362の外面にネジ固定される。具体的に、フォーカスリング364は、図4に示すように、光路後段側より光路前段側に向かって順次外形寸法が大きくなるように形成された第1円筒部3641、第2円筒部3642および第3円筒部3643を有している。
【0048】
第1円筒部3641は、前側筒362が挿通される大きさに形成され、第2円筒部3642および第3円筒部3643は、ズームリング363の光路前段側を覆うように形成されている。また、第3円筒部3643は、ズームレバー3631と同一側に、外面から光軸36Cに交差する方向に突出するフォーカスレバー3644が設けられ、フォーカスレバー3644の反対側が切断されたように形成されている。フォーカスリング364は、第1円筒部3641が前側筒362の外面にネジ固定される。そして、投写レンズ36は、このフォーカスレバー3644が把持されて回転されることによって、前側筒362が回転して投写された画像のフォーカスが調整される。
【0049】
フランジ365は、図3に示すように、平面視矩形状に形成されており、四隅には、ネジが挿通される丸孔が形成されている。投写レンズ36は、このフランジ365がネジ固定されることによって光学部品用筐体37に取り付けられている。
また、投写レンズ36は、光軸36Cがスクリーンに投写された画像の中心よりずれるあおり投写するように構成されている。具体的に、投写レンズ36は、プロジェクター1が机上等に設置された姿勢において、上方にあおり投写するように構成されている。
【0050】
〔発信装置の構成〕
次に、発信装置5について詳細に説明する。
図5は、発信装置5および光学フィルター8の斜視図である。
発信装置5は、図5に示すように、複数の発光部7に加え、回路基板6を有している。
【0051】
回路基板6は、図5に示すように、外形が平面視矩形状に形成され、中央部には、平面視円形の孔(挿通孔61)が設けられている。挿通孔61は、投写レンズ36の前側(フォーカスリング364の第1円筒部3641)、および光学フィルター8の後述するカバー部81の縁部815(図4参照)が挿通可能な大きさに形成されている。また、回路基板6の四隅には、ネジが挿通される丸孔62が形成され、4つの丸孔62の内、対角に位置する2つの丸孔62の近傍には、回路基板6が光学フィルター8に対して位置決めされる位置決め用孔63が設けられている。
【0052】
複数の発光部7は、前方(+Y方向)に光信号を出力するように回路基板6の前側(+Y側)の面に実装されている。また、複数の発光部7は、挿通孔61の周縁部に沿って配置されている。本実施形態の発光部7は、赤外光を出力するLED(Light Emitting Diode)が採用されている。なお、発光部7は、赤外光を出力するLEDに限らず、他の波長領域の光信号を出力する光学素子であってもよい。
【0053】
発信装置5は、回路基板6の丸孔62にネジが挿通されて光学フィルター8に固定される。そして、発信装置5は、回路基板6が図示しないケーブルを介して制御部に接続され、前述したように、制御部の指示に基づいて、発光部7が光信号を出力する。
【0054】
〔光学フィルターの構成〕
次に、光学フィルター8について詳細に説明する。
光学フィルター8は、合成樹脂製であり、図5に示すように、環状のカバー部81、およびカバー部81の+X側、−X側に形成された一対の取付部82を有している。本実施形態の光学フィルター8は、発光部7が出力する赤外光を透過し、赤外光と異なる波長領域の可視光の透過を抑制するポリカーボネート樹脂が採用されている。なお、光学フィルター8は、発光部7から出力された光信号を透過する材料であればポリカーボネート樹脂に限らず他の材料を用いてもよい。
【0055】
カバー部81は、図5に示すように、中央部が前方(+Y方向)から見て円形の円孔811を有して形成され、この円孔811の内径は、図4に示すように、投写レンズ36の前側(フォーカスリング364の第1円筒部3641)が挿通可能な大きさに形成されている。そして、カバー部81の−Y側は、周縁部に沿って窪む凹部812が形成されている。凹部812は、図4に示すように、発信装置5が光学フィルター8に取り付けられた際に、発光部7を覆うように形成されている。カバー部81は、図4に示すように、内周側の縁部815が外周側の縁部より−Y方向に突出して形成されており、この縁部815は、回路基板6の挿通孔61に挿通される。
【0056】
カバー部81の凹部812の底面(+Y側の内面)には、各発光部7に対向してレンズ部813が個別に設けられている。レンズ部813は、光学フィルター8と同じ材料で、光学フィルター8と一体に形成されている。レンズ部813は、後で詳細に説明するが、発光部7から出力された光信号を屈折させ、光信号が効率良くスクリーンに向かうように形成されている。
【0057】
また、カバー部81には、+Y側の面に周縁部に沿って突出する円筒状の突起部814が形成されている。突起部814は、図4に示すように、内径がフロントケース23の開口部231の内径と同等の寸法となるように形成されている。
【0058】
一対の取付部82は、図5に示すように、カバー部81の側面からそれぞれ+X方向、−X方向に延出する延出部821、および延出部821の先端から−Y方向に屈曲した後、さらに+X方向、−X方向にそれぞれ屈曲する屈曲部822を有している。
【0059】
延出部821には、図5に示すように、回路基板6の丸孔62に対応する位置にネジ穴(図示省略)を有するボス8211が形成されている。延出部821の−Y側の面には、回路基板6の2つの位置決め用孔63にそれぞれ挿通される位置決めピン8212(2つの位置決めピン8212の内1つは、図示省略)が設けられている。
【0060】
一対の屈曲部822の四隅には、ネジが挿通される丸孔8221が形成され、4つの丸孔8221の内、対角に位置する2つの丸孔8221の近傍には、光学フィルター8がフロントケース23に対して位置決めされる位置決め用孔8222が設けられている。
【0061】
発信装置5は、延出部821の−Y側の面にネジ固定される。発信装置5が取り付けられた光学フィルター8は、位置決め用孔8222にフロントケース23に設けられた位置決めピン(図示省略)が挿通され、丸孔8221にネジが挿通されてフロントケース23に固定される。
【0062】
発信装置5および光学フィルター8が取り付けられたフロントケース23は、挿通孔61および円孔811に投写レンズ36の前側(フォーカスリング364の第1円筒部3641)が挿通されてアッパーケース21およびロアーケース22に取り付けられる。そして、回路基板6は、発光部7が実装されている面が投写レンズ36の光軸36Cに対して略直交するように配置され、複数の発光部7は、投写レンズ36の外周を囲むように環状に配置される。また、発光部7は、フォーカスレバー3644の光路後段側で、フロントケース23の開口部231の近傍に配置される。そして、光学フィルター8は、発光部7の光信号が出力される側を覆い、フロントケース23の開口部231の周縁部に配置される。
【0063】
〔画像観察用眼鏡の主な構成〕
画像観察用眼鏡の主な構成について説明する。
図6は、本実施形態の画像観察用眼鏡10の外観を模式的に示す斜視図である。
画像観察用眼鏡10は、図6に示すように、装着される観察者にとって右目の前方に位置する右目用のシャッター(液晶シャッター11R)、左目の前方に位置する左目用のシャッター(液晶シャッター11L)、光信号を受光する受光部12、および液晶シャッター11R,11Lを駆動する駆動部(図示省略)を備えている。
【0064】
液晶シャッター11R,11Lは、それぞれ液晶パネルの表裏両側に偏光板が貼り付けられた構成を有している。液晶シャッター11Rは、駆動部の駆動により右目に入射する光を、透過させる、つまり通過させる開放状態と遮蔽する遮光状態とが切り替えられる。同様に、液晶シャッター11Lは、駆動部の駆動により左目に入射する光を、透過させる(通過させる)開放状態と遮蔽する遮光状態とが切り替えられる。そして、画像観察用眼鏡10は、光信号に対応して駆動部が駆動することによって、左右の液晶シャッター11R,11Lが交互に開放状態と遮光状態とが切り替えられる。
画像表示システムは、前述したように、プロジェクター1および画像観察用眼鏡10を備えて構成される。
【0065】
〔光信号の光路〕
ここで、発光部7から出力された光信号の光路について説明する。
発光部7から出力された光信号は、光学フィルター8を透過した後、スクリーンにて反射され、投写された画像の観察者に装着された画像観察用眼鏡10に受光される。
【0066】
図7は、発光部7から出力された光信号がプロジェクター1外部に出力されるまでの光路を説明するための模式図であり、複数の発光部7の内、1つの発光部7近傍のプロジュター1の断面図である。図8は、本実施形態の画像表示システム100およびスクリーンSCの模式図であり、プロジェクター1から出力された光信号が画像観察用眼鏡10に受光されるまでの光路を説明するための図である。
【0067】
発光部7から出力された光信号は、図7に示すように、発光部7の光軸7Cを中心として前方に向かう程(進行方向に向かう程)広がる所定の角度分布、つまり所定の指向特性を有して光学フィルター8のレンズ部813に出力される。本実施形態の発光部7は、光軸7Cに対して10°程度の角度分布を有するLEDが採用されている。なお、発光部7は、出力する光信号の角度分布が10°程度に限らず、他の角度分布を有する光信号を発する光学素子であってもよく、また、角度分布が殆ど無く、直線的に出力される光学素子を採用してもよい。
【0068】
レンズ部813に入射した光信号は、進行方向に向かう程、角度分布が狭められると共に、投写レンズ36があおり投写を行うあおり方向と同一方向に屈折してフロントケース23の開口部231から射出される。そして、開口部231から射出された光信号は、図7に示すように、プロジェクター1から離れた所定の位置で絞られた後、再び進行方向に向かう程広がるように射出する。図示は省略するが、他の発光部7から出力された光信号も、それぞれの発光部7に対応して形成されたレンズ部813によって同様に屈折し、開口部231から射出される。
【0069】
プロジェクター1から出力された光信号は、図8に示すように、投写レンズ36(図4参照)から投写される投写光と略同一の方向に射出され、スクリーンSCに投写された画像の領域内に到達する。なお、光信号は、赤外光なので、画像の領域内に達しても画像の品質を劣化させることがない。
【0070】
スクリーンSCに到達した光信号は、スクリーンSCにて拡散反射される。そして、スクリーンSCにて拡散反射された光信号の一部は、スクリーンSCに投写された画像を観察する観察者に向かう。つまり、スクリーンSCにて拡散反射された光信号の一部は、観察者に装着されている画像観察用眼鏡10の受光部12(図6参照)に入射する。
【0071】
左右の液晶シャッター11R,11Lは、受光部12にて受光された光信号に応じて、開放状態と遮光状態とが切り替えられる。そして、画像観察用眼鏡10を装着している観察者は、スクリーンSCに投写された左目用画像を左目のみで観察し、右目用画像を右目のみで観察し、立体画像として認識する。
【0072】
このように、画像表示システム100は、プロジェクター1および画像観察用眼鏡10を備え、プロジェクター1は、右目用画像および左目用画像を時分割でスクリーンSCに投影させ、この右目用画像と左目用画像との切り替えに同期する光信号を出力する。そして、スクリーンSCに投写された画像を観察する観察者は、画像観察用眼鏡10を装着することによって、投写された画像を立体画像として認識することができる。
【0073】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクター1および画像表示システム100によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)発光部7は、右目用画像および左目用画像の画像情報に同期した光信号を、スクリーンSCに向けて出力するように複数設けられている。これによって、強度を高めて発光部7から光信号を出力してスクリーンSCによって反射させ、この反射された光信号をより広範囲に位置する画像の観察者に到達させることが可能となる。よって、観察者は、画像観察用眼鏡10を装着することで、スクリーンSCに投写された画像をより確実に立体画像として認識することが可能となる。
【0074】
(2)発光部7は、投写レンズ36の外周を囲むように環状に配置されている。つまり、発光部7は、デッドスペースになりがちな領域に配置されているので、プロジェクター1は、大型化が抑制されて複数の発光部7を収納することが可能となる。また、吸気口232や排気口233の内側に配置されるダクトを構成しつつ、つまりプロジェクター1の効率的な冷却の構成を盛り込みつつ、複数の発光部7を収納することが可能となる。
【0075】
(3)外装筐体2に光信号が通過する開口部を専用に形成しなくとも、開口部231からこの光信号を出力させることができる。これによって、プロジェクター1は、外装筐体2に凹凸や、穴部等が増えることが抑制されるので、デザイン性の向上が図れる。
【0076】
(4)発光部7は、回路基板6に実装され、投写レンズ36が挿通される挿通孔61の周縁部に沿って配置されている。これによって、複数の発光部7を簡単な構成でかつスペース効率良く投写レンズ36の外側に環状に配置することが可能となる。よって、複数の発光部7を収納しつつプロジェクター1の大型化をさらに抑制することが可能になると共に、プロジェクター1の製造工程の簡素化が図れる。
【0077】
(5)発光部7の光信号が出力される側は、光学フィルター8によって覆われている。そして、光学フィルター8は、光信号となる赤外光を透過し、可視光の透過を抑制する材料で形成されている。これによって、発信装置5や発信装置5周囲の内部の部材をプロジェクター1外部から見えにくくしたり、プロジェクター1内部から外部への漏れ光を抑制したりすることが可能となる。よって、デザイン性の向上がさらに図れ、また、漏れ光による観察者に不快感を与えることや、投写された画像の劣化の抑制が可能となる。
【0078】
(6)発光部7から出力された光信号は、光学フィルター8のレンズ部813によって角度分布が狭められるように屈折する。これによって、光信号の拡散が抑制され、プロジェクター1から離れた位置に設置されるスクリーンSCの外側にはみ出ること、つまり発光部7から出力された光信号の損失が抑制される。よって、レンズ部813を備えない構成に比べ、プロジェクター1とスクリーンSCとの距離を大きくしても光信号を画像観察用眼鏡10に到達させることが可能となり、画像観察用眼鏡10を装着した観察者は、スクリーンに投写された画像を立体画像として認識することが可能となる。
【0079】
(7)投写レンズ36は、あおり投写するように構成され、光信号は、レンズ部813によってあおり方向と同一方向に屈折する。これによって、あおり投写する投写レンズ36を備えるプロジェクター1においても、光信号をスクリーンSC内に確実に到達させることが可能となる。よって、発光部から出力された光信号の損失が抑制され、画像観察用眼鏡10を装着した観察者は、スクリーンSCに投写された画像を確実に立体画像として認識することが可能となる。
【0080】
(変形例)
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態の回路基板6は、発光部7が実装されている面が投写レンズ36の光軸36Cに対して略直交するように配置されているが、直交に限らず、発光部7の光軸7Cがあおり方向に傾くように傾斜させてもよい。これによって、レンズ部813における光信号をあおり方向に屈折させる機能を低減あるいは廃止し、レンズ部813設計の簡素化が図れる。
【0081】
前記実施形態でレンズ部813は、光学フィルター8と同じ材料で一体に形成されているが、光学フィルター8と異なる材料で形成してもよい。
【0082】
前記実施形態の投写レンズ36は、あおり投写するように構成されているが、あおり投写せずに光軸36Cがスクリーンに投写された画像の中心と略一致するように投写する構成としてもよい。そして、レンズ部813における光信号をあおり方向に屈折させる機能を廃止してもよい。
【0083】
前記実施形態のプロジェクター1は、第1画像としての右目用画像、および第2画像としての左目用画像を時分割でスクリーンSCに投影できるように構成されているが、右目用画像、左目用画像に限らず、表示される内容等が異なる第1画像および第2画像を時分割でスクリーンSCに投影できるように構成してもよい。そして、前記実施形態の画像観察用眼鏡10は、左右の液晶シャッター11R,11Lが交互に開放状態と遮光状態とが切り替えられるように構成されているが、左右の液晶シャッター11R,11Lが揃って開放状態および遮光状態となるように構成してもよい。そして、このプロジェクター1と、光信号に対応して開放状態に切り替えられるタイミングが異なる複数の画像観察用眼鏡10とを備える画像表示システム100を構成してもよい。これによって、開放状態に切り替えられるタイミングが異なる画像観察用眼鏡10を装着する複数の観察者に、スクリーンSCに投写された画像を第1画像、第2画像としてそれぞれ観察させることが可能となる。
【0084】
前記実施形態の画像観察用眼鏡10に備えられた左右のシャッターは、液晶パネルを用いて構成されているが、この構成に限らず他の方式によるシャッターで構成してもよい。
【0085】
前記実施形態のプロジェクター1は、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブ351を用いているが、反射型液晶ライトバルブを利用したものであってもよい。
【0086】
光源311は放電型のランプに限らず、その他の方式のランプや発光ダイオード等の固体光源で構成してもよい。
【符号の説明】
【0087】
1…プロジェクター、2…外装筐体、5…発信装置、6…回路基板、7…発光部、7C…光軸、8…光学フィルター、10…画像観察用眼鏡、11L…左目用の液晶シャッター、11R…右目用の液晶シャッター、12…受光部、21…アッパーケース、22…ロアーケース、23…フロントケース、31…光源装置、36…投写レンズ、36C…光軸、61…挿通孔、81…カバー部、231…開口部、311…光源、351,351B,351G,351R…液晶ライトバルブ、813…レンズ部、100…画像表示システム、SC…スクリーン。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、第1画像および第2画像を時分割でスクリーンに投影するプロジェクターであって、
変調した光束を投写する投写レンズと、
前記第1画像と前記第2画像との切り替えに同期する光信号を、前記スクリーンに向けて出力する複数の発光部と、
を備え、
前記複数の発光部は、前記投写レンズの外周を囲むように環状に配置されていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項2】
請求項1に記載のプロジェクターであって、
前記複数の発光部が実装される回路基板をさらに備え、
前記回路基板は、前記投写レンズが挿通される挿通孔を有し、
前記発光部は、前記挿通孔の周縁部に沿って配置されていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載のプロジェクターであって、
前記発光部の前記光信号が出力される側を覆う光学フィルターをさらに備え、
前記光学フィルターは、前記光信号が透過し、前記光信号と異なる波長領域の光を遮蔽する部材で形成されていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項4】
請求項3に記載のプロジェクターであって、
前記光学フィルターには、前記発光部から出力された前記光信号の進行方向に向かう程広がる角度分布を狭めるように前記光信号を屈折させるレンズ部が設けられていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項5】
請求項3または請求項4に記載のプロジェクターであって、
前記投写レンズは、光軸が前記スクリーンに投写された画像の中心に対してずれるあおり投写するように構成され、
前記光学フィルターには、前記投写レンズのあおり方向と同一方向に前記光信号を屈折させるレンズ部が設けられていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のプロジェクターと、
前記プロジェクターから出力された前記光信号を受光する受光部、および前記受光部で受光した前記光信号に対応して光が通過する開放状態と光が遮蔽される遮光状態とが切り替えられるシャッターを有する画像観察用眼鏡と、
を備えることを特徴とする画像表示システム。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公開番号】特開2012−173377(P2012−173377A)
【公開日】平成24年9月10日(2012.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−32937(P2011−32937)
【出願日】平成23年2月18日(2011.2.18)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】