JPH11327048A

JPH11327048A - 背面投写型表示装置

Info

Publication number: JPH11327048A
Application number: JP10137011A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sakaguchi; 昌史坂口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: JP3642183B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機器の薄型化を図る。また、透過型スクリーン
と投写機との位置合わせ、および、投写機の焦点距離の
調整が容易であり、また、画像の大きさを使用者が容易
に選択可能な背面投写型表示装置を実現する。【解決手段】投写機５から出力された投写光２は、第１
のミラー６によって反射され、さらに第２のミラー７に
より反射される。第１のミラー６と第２のミラー７は、
反射面が互いに向き合い、平行な角度で保持される。取
付台１０は、透過型スクリーン８に対して投写機５から
出力された投写光２の光軸が垂直となるように投写機５
を保持しており、上下、左右、前後のそれぞれの方向に
投写機５の位置を調整できるように構成されている。画
像の動きと同じ方向に取付台１０を動かすことにより、
透過型スクリーン８上に結像した画像の位置調整を行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透過型スクリーン
に画像を表示する、背面投写型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来の背面投写型表示装置の例を
側面方向から見た断面図で示す。図６に示したように、
この背面投写型表示装置は、画像を形成して投写する投
写機１４と、投写光学系から出射された光を反射する第
１のミラー６と、第１のミラーによって反射された光を
透過型スクリーン８に向けて反射する第２のミラー７
と、第２のミラー７によって反射された光が投写される
透過型スクリーン８とが、筐体１５に収納されることに
よって構成される。

【０００３】図６に示した背面投写型表示装置にかかる
投写機１４の例を図７に示す。光源１６から出力された
光は、ダイクロイックミラー１７によって赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の各色に分光された後、ミラー１８で
それぞれ反射され、液晶ライトバルブ１に入射する。液
晶ライトバルブ１には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色毎の画像信号
に応じた情報が表示される。液晶ライトバルブ１によっ
て投写光変調された各色の光は、４つの三角柱状のプリ
ズムの貼り合わせ面に沿ってダイクロイック膜がＸ字状
に形成されたクロスダイクロイックプリズム３によって
合成され、投写レンズ４により投写光拡大投写される。
投写光２は、第１のミラー６、第２のミラー７により反
射され、透過型スクリーン８上に結像される。これによ
り、観察者１１は、透過型スクリーン８上に結像した画
像を鑑賞することが可能である。また、筐体１５は、上
記の各部位を保持するための構造体であるとともに、内
部を暗室構造として、透過型スクリーン８裏面に外光が
入射してコントラストが低下することを防いでいる。

【０００４】ここで、投写レンズ４先端から透過型スク
リーン８までのいわゆる投写距離は、投写レンズ４の性
能、透過型スクリーン８の対角サイズ、あるいは透過型
スクリーン８の特性などから制約され、極端に短くする
ことができない。例えば、透過型スクリーン８の対角サ
イズが６０インチの場合、投写レンズ４の画角や、コス
トに対する一般的な設計値から、約１２００ｍｍ程度以
上は必要である。従って、透過型スクリーン８の対角サ
イズが大きくなれば、すなわち画面が大きくなれば、投
写距離が長くなり機器の奥行き寸法も大きくなるのが一
般的である。また、透過型スクリーン８に入射する投写
光２の光軸は、透過型スクリーン８面に対して垂直に配
置されるのが一般的である。そのため、上記従来技術で
は、筐体１５の奥行き寸法を小さくするために、投写レ
ンズ４から出力され、透過型スクリーン８に結像する間
の投写光２の光軸を、例えば、２つのミラー（第１のミ
ラー６、第２のミラー７）によって、奥行き寸法が最小
になるように、それぞれ独立な角度で折り曲げている。
また、投写機１４も奥行き寸法を短くするために傾斜し
て設置される。

【０００５】また、背面投写型表示装置の多くは、画面
の大きさが４０インチ以上の大きなものが一般的であ
り、映画鑑賞などに使用される形態が多い。さらに最近
では、画像入力源として、画面のアスペクト比が予め１
６：９で制作されているものも多く、画像のアスペクト
比は４：３のものと混在状態にある。しかしながら、従
来の背面投写型表示装置では、透過型スクリーン８の画
面の大きさを、購入時にアスペクト比４：３か、もしく
は１６：９に選択しなければならず、例えばアスペクト
比４：３の背面投写型表示装置を購入した場合、１６：
９の画像を鑑賞すると上下左右に黒い帯のような非表示
部分が生じてしまう。この部分は、鑑賞時に単に不快な
だけではなく、投写機１４に対しても負荷となり、液晶
ライトバルブ１焼き付きなどの原因となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来では、投写
光２の光軸を、奥行き寸法優先で適当な角度に折り曲げ
ることや、投写機１４を傾斜して設置することは、投写
機１４と透過型スクリーン８上の画像との位置合わせに
関わる調整が複雑になり、そのための複雑な調整機構が
必要となる。さらに、このことは単に機器の設計が複雑
になるのみならず、重量増加、コストアップなどに繋が
ることにもなる。

【０００７】また、背面投写型表示装置では、投写機１
４と透過型スクリーン８までの距離が一定であるため、
投写レンズ４に単焦点レンズを使用している。そのた
め、透過型スクリーン８上の画像の大きさを、観察者１
１が任意に変えることは不可能である。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、投写機
１４と透過型スクリーン８上の画像との位置合わせに関
わる調整を、容易に行うことを可能とすることにある。

【０００９】また、透過型スクリーン８上の画像画面の
大きさを、アスペクト比４：３、あるいは、アスペクト
比１６：９に、観察者１１が任意に選択可能とすること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の背面投写型表示
装置は、画像を形成するための画像形成手段と、該画像
形成手段から出射された光を投写する投写光学系とを備
えた投写機と、前記投写光学系からの出射された投写光
を反射する反射光学系と、前記反射光学系によって反射
された投写光が投写される透過型スクリーンと、を有す
る背面投写型表示装置であって、前記反射光学系は、少
なくとも前記投写光学系から出射された投写光を受け取
り反射するための第一の反射手段と、前記第一の反射手
段からの反射光を受け取り、前記透過型スクリーンに向
けて反射するための第二の反射手段とから構成され、前
記第一の反射手段の反射面と、前記第二の反射手段の反
射面とが、互いに向き合い平行となる角度に配置される
ことを特徴とする。

【００１１】本発明の上記構成によれば、反射光学系に
より投写光の光軸を折り曲げることで、投写機から透過
型スクリーンまでの距離が短くなり、機器の薄型化を図
ることが可能である。また、２つの反射手段の反射面同
士が互いに平行であるため、透過型スクリーンに入射す
る光線の光軸と、投写機から出射される光線の光軸とが
互いに平行となり、投写機を透過型スクリーンに対して
前後、左右、上下方向に移動することで、透過型スクリ
ーンと投写機との位置合わせが容易になる。さらに、投
写光学系の焦点距離の調整も容易になる。

【００１２】本発明の背面投写型表示装置において、投
写光学系は複数のレンズから構成され、特定の２つのレ
ンズの間に光軸を屈曲するための反射ミラーを有する構
成としても良い。このような構成とすれば、、投写光学
系の全長を短くすることができるため、投写機の奥行き
寸法を短くすることができる。

【００１３】また、本発明の背面投写型表示装置におい
て、投写機と透過型スクリーンとの距離を、投写機によ
って投写される光の光軸方向に沿って、調整可能とする
ための調整機構を設けることも可能である。このような
構成によれば、画面の大きさをズームレンズなどを用い
ることなく変えることが可能である。

【００１４】さらに、このように調整機構を設けた背面
投写型表示装置において、調整機構は、第一の反射手段
を反射面の法線方向に移動させるものとし、第二の反射
手段は移動させないようにすることが好ましい。このよ
うな構成によれば、第一の反射手段と第二の反射手段の
位置関係を保持した状態での固定が可能であり、そのた
め装置の光学調整や、位置合わせが容易である。また、
反射光学系にずれが生じた場合でも、複数の反射手段が
それぞれ独立にずれることがないため、配置を復元する
ことが容易である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体的な形態を
図面を参照して詳述する。

【００１６】（第一の実施形態）図１は、本発明の第一
の実施形態にかかる背面投写型表示装置を表す装置の側
面からの断面図であり、図２は、この背面投写型表示装
置に組込まれている投写機５の説明図である。また、こ
れ以降の実施形態において、第一の実施形態と同一また
は同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略す
る。

【００１７】本実施形態にかかる背面投写型表示装置
は、投写機５と、第一の反射手段である第１のミラー６
と、第二の反射手段である第２のミラー７と、投写機５
から投写された投写光２が結像される透過型スクリーン
８とから大略構成されている。

【００１８】投写機５は、例えば、液晶ライトバルブ１
に後方から光を照射するための光源１６と、光源１６か
ら出力された光を赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色
に分光するための２つのダイクロイックミラー１７と、
分光された光を反射するためのミラー１８と、Ｒ，
Ｇ，Ｂの各色に対応した画像を形成するための画像形成
手段である３枚の液晶ライトバルブ１と、各液晶ライト
バルブ１によって変調された各色の変調光９を合成する
ためのクロスダイクロイックプリズム３と、合成された
光２を拡大投写するための投写光学系である投写レンズ
４とからなる。

【００１９】液晶ライトバルブ１は、入力されたＲＧＢ
各色に対応した画像情報信号を変調して、Ｒ，Ｇ，Ｂの
各色に対応した画像を形成する。液晶ライトバルブ１に
よって形成されたＲＧＢ各色の情報は、４つの三角柱状
プリズムの貼り合わせ面に沿ってダイクロイック膜がＸ
字状に形成されたクロスダイクロイック３により一つの
投写光２として合成される。合成された投写光２は、さ
らに投写レンズ４により拡大投写される。投写レンズ４
は、複数のレンズから構成され、ある２つのレンズ間に
平面ミラーが配置されることによって、光軸が水平方向
に９０度屈曲しており、投写光２は投写レンズ４内部に
おいてその光軸が９０度曲げられる。例えば、図２のよ
うな光学構成の投写機５の場合、投写レンズ４の光軸を
屈曲させることで、投写機５の配置方向を９０度回転さ
せることが可能となり、投写機５を傾けることなく奥行
き寸法を短くすることが可能である。

【００２０】投写機５は、取付台１０上に保持される。
取付台１０は、透過型スクリーン８に対して、投写機５
から出力された投写光２の光軸が垂直になるように投写
機５を保持している。また、取付台１０は、上下、左
右、前後のそれぞれの方向に、投写機５の位置を調整で
きるように構成されている。

【００２１】投写機５から出力された投写光２は、第一
のミラー６によって反射され、さらに第二のミラー７に
より反射される。第１のミラー６と第２のミラー７は、
反射面が互いに向き合い、平行な角度で保持される。反
射された投写光２は、投写光２が結像される透過型スク
リーン８の中心に、投写光２の主光線の光軸が垂直に交
わるような角度で入射する。観察者１１は、透過型スク
リーン８に結像された投写光２を、投写光２の入射側と
は反対の方向から鑑賞することができる。

【００２２】以上の構成によれば、取付台１０を透過型
スクリーン８に対して、左右方向にスライドした場合、
投写機５から出力された投写光２の光軸は、透過型スク
リーン８に対して垂直を保ったまま、左右方向のみの移
動が可能である。また、取付台１０を、透過型スクリー
ン８に対して前後方向にスライドすることにより、画像
の大きさを拡大、縮小することや、焦点距離を調整する
ことが可能であり、このとき投写光２の光軸は上下、左
右方向には全く動かない。これは、第１のミラー６と第
２のミラー７が、互いに反射面が向き合い、平行な角度
を保つように保持されているためである。すなわち、第
１のミラー６と第２のミラー７が平行であるため、投写
光２が第１のミラー６に入射する角度は、そのまま第２
のミラー７により反射され出射する角度と等しい。その
ため、投写機５から出力された投写光２の光軸の角度
は、間にミラーを介しても変わることはなく、透過型ス
クリーン８に入射させることが可能である。

【００２３】このように、透過型スクリーン８上に結像
した画像の位置調整を、画像の動きと同じ方向に取付台
１０を動かすことにより、容易に感覚的に行うことがで
きる。また、スクリーンに入射するときの光軸と投写機
５から出射するときの光軸とが平行になることから、投
写機５の配置は常に平行に近いため、投写機５を移動さ
せるための調整機構の構造も簡略化されて、その調整も
容易である。

【００２４】なお、本実施形態において投写機５は、変
調素子として光透過型の液晶ライトバルブを３つ用いた
ものを例に用いて説明したが、これに限定するものでは
なく、例えば変調素子として光透過型の液晶ライトバル
ブの代わりに、光反射型の液晶変調素子や、マイクロミ
ラーによって変調を行う変調素子を用いたもの、変調素
子を１つしか用いないもの、等であっても良い。また、
反射ミラーの数も、２つに限定するものではない。

【００２５】（第二の実施形態）図３は、本発明の第二
の実施形態を表す背面投写型表示装置の正面図であり、
図４、図５はその機能の説明図である。

【００２６】図４において、本装置は、画像投写手段で
ある投写機５と、第一の反射手段である第１のミラー６
と、第二の反射手段である第２のミラー７と、投写機５
から投写された投写光２が結像される透過型スクリーン
８とから大略構成される。透過型スクリーン８は、画面
の大きさが垂直方向に対して水平方向の方が長く、例え
ばアスペクト比が１６：９である。

【００２７】第１のミラー６と第２のミラー７は、反射
面を互いに平行となるように角度を保った状態で、第１
のミラー６と第２のミラー７の距離を伸縮可能に、例え
ばスライドレール１２によって保持される。また、第１
のミラー６は、取付台１０によって投写機５に対して角
度と距離が固定されるように保持される。同時に第２の
ミラー７は、透過型スクリーン８に対して角度と距離を
固定されるように保持される。

【００２８】例えば、観察者１１が画面のアスペクト比
が４：３の画像１９を鑑賞する場合、図３のように透過
型スクリーン８の前面左右にカバー１３を装着する。こ
れにより、透過型スクリーン８の画面のアスペクト比は
４：３となる。また、投写機５から透過型スクリーン８
までの距離は、画面の垂直方向の長さが透過型スクリー
ン８の垂直方向の長さと同等になるように、取付台１０
を移動して調整する。しかしこの状態において、画面の
アスペクト比が１６：９の画像２０を鑑賞する場合、透
過型スクリーン８の上下左右に黒い帯のような非表示部
分が発生し、観察者１１は画像が縮小したように感じ
る。そこで、透過型スクリーン８の前面に装着したカバ
ー１３を外し、図５のように、スライドレール１２によ
って第１のミラー６を下降させて、第１のミラー６と第
２のミラー７との距離を伸ばすことにより、画像の大き
さが拡大され、透過型スクリーン８の画面の大きさと、
画像の大きさを合わせることが可能である。この場合、
投写レンズ４の焦点距離を調整することが必要である
が、自動合焦装置付きレンズを用いることで、容易に調
整できる。さらに、ミラーを移動する機構と、投写レン
ズ４の焦点調整を連動して自動化することで、鑑賞者１
１が画像ソースによって画面のアスペクト比を任意に、
しかも容易に選択することも可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の背面投射
型表示装置は、反射光学系により光軸を折り曲げること
で、画像投写手段から透過型スクリーンまでの距離が短
くなり、機器の薄型化を図ることが可能である。また、
反射光学系に含まれる２つの反射手段の反射面を互いに
平行な角度に保持することで、透過型スクリーンに入射
する光線の光軸と、画像投写手段から出射する光線の光
軸とが互いに平行となり、透過型スクリーンと画像投写
手段との位置合わせが容易になる。さらに、投写機の焦
点距離の調整も容易になる。また、画像の大きさを使用
者が容易に選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態を表す背面投写型表
示装置の側面方向から見た断面図。

【図２】本発明の第一の実施形態における投写機の説
明図。

【図３】本発明の第二の実施形態を表す背面投写型表
示装置の正面図。

【図４】本発明の第二の実施形態における反射手段の
初期状態の説明図。

【図５】本発明の第二の実施形態における反射手段の
動作状態の説明図。

【図６】従来技術を表す背面投写型表示装置の側面方
向から見た断面図。

【図７】従来技術を表す投写機の説明図。

【符号の説明】

１液晶ライトバルブ（画像形成手段）２投写光３クロスダイクロイックプリズム４投写レンズ（投写光学系）５投写機６第１のミラー（第１の反射手段）７第２のミラー（第２の反射手段）８透過型スクリーン９変調光１０取付台１１観察者１２スライドレール１３カバー１４投写機１５筐体１６光源１７ダイクロイックミラー１８ミラー１９４：３の画像２０１６：９の画像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を形成するための画像形成手段と、該
画像形成手段から出射された光を投写する投写光学系と
を備えた投写機と、前記投写光学系から出射された投写光を反射する反射光
学系と、前記反射光学系によって反射された投写光が投写される
透過型スクリーンと、を有する背面投写型表示装置であ
って、前記反射光学系は、少なくとも前記投写光学系から出射
された投写光を受け取り反射するための第一の反射手段
と、前記第一の反射手段からの反射光を受け取り、前記
透過型スクリーンに向けて反射するための第二の反射手
段とから構成され、前記第一の反射手段の反射面と、前
記第二の反射手段の反射面とが、互いに向き合い平行と
なる角度に配置されることを特徴とする背面投写型表示
装置。
【請求項２】請求項１記載の背面投写型表示装置であっ
て、前記投写光学系は複数のレンズから構成され、前記
複数のレンズうち、いずれか２つの間に光軸を屈曲する
ための反射ミラーを有することを特徴とする背面投写型
表示装置。
【請求項３】請求項１記載の背面投写型表示装置であっ
て、前記投写機と前記透過型スクリーンとの距離を、前
記投写機によって投写される投写光の光軸方向に沿っ
て、調整可能とするための調整機構をさらに有すること
を特徴とする背面投写型表示装置。
【請求項４】請求項３記載の背面投写型表示装置であっ
て、前記調整機構は、前記第一の反射手段を該反射面の
法線方向に移動させることを特徴とする背面投写型表示
装置。