JP4572425B2 - プロジェクタ装置及びこれを利用した大型マルチプロジェクタ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、像をスクリーンに投射するプロジェクタ装置及びこれを利用した大型マルチプロジェクタ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のプロジェクタ装置は、例えばCRT(陰極線管)を使用したプロジェクタ装置や、LCD(液晶表示装置)を使用したプロジェクタ装置、あるいはR(赤色),G(緑色),B(青色)の三色一体の電子管を多数並べた方式の装置等、種々の方式の装置が知られている。
【0003】
このうち、CRTを使用したプロジェクタ装置の大型マルチプロジェクタ装置は、例えば図8乃至図10に示すように構成されている。
図8において、大型マルチプロジェクタ装置1は、三つのCRT(陰極線管)を使用した所謂3管式の50インチプロジェクタ装置を4台組み合わせることにより、構成されている。
すなわち、大型マルチプロジェクタ装置1は、フレーム2と、フレーム2の前面にて縦及び横方向に、それぞれ2つずつ並ぶように装着された4台のプロジェクタ装置3と、から構成されている。
【0004】
各プロジェクタ装置3は、それぞれその前面のスクリーン3aが、隣接する他のプロジェクタ装置3のスクリーン3aと互いに隙間無く並ぶように配設されていると共に、周囲が遮光板4a,4b,4cにより覆われている。
【0005】
さらに、各プロジェクタ装置3は、図9及び図10に示すように、それぞれ3つのCRT5r,5g,5bを備えており、各CRT5r,5g,5bから投射される画像は、それぞれ投射レンズ6r,6g,6bを介して、スクリーン3aに内側から投射される。
尚、各投射レンズ6r,6g,6bからスクリーン3aまでの光路は、前述したように、遮光板4aにより覆われている。また、各CRT5r,5g,5bは、まとめて遮光板4b,4cにより覆われている。
【0006】
この場合、上記CRT5r,5g,5bは、それぞれ単色管であって、CRT5rは赤色を発光し、CRT5gは緑色を発光し、CRT5bは青色を発光する。これらのCRT5r,5g,5bは、共通の駆動回路7により駆動制御され、R(赤色),G(緑色),B(青色)の出力信号に基づいて、それぞれ発光するようになっている。
ここで、駆動回路7には、一つの画像を縦及び横方向に分割した個々の画像に関する信号が入力され、分割画面に対応する駆動信号を各CRT5r,5g,5bに対して出力するようになっている。
【0007】
さらに、各CRT5r,5g,5bから投射レンズ6r,6g,6bを介して投射される画像が、スクリーン3a上にて互いに重なるように、スクリーン3aに対して各CRT5r,5g,5b及び投射レンズ6r,6g,6bが光学的に配置されている。
その際、Gの画像を中心にして、R,G及びBの画像が互いに重なるように、所謂コンバージェンス調整が行なわれる。
【0008】
このようにして、各プロジェクタ装置3のスクリーン3aには、分割された画像が投射されることになる。そして、各プロジェクタ装置3に備えられた駆動回路7が相互に同期するため、各プロジェクタ装置3のスクリーン3aに投射される画像が、全体として、一つの大型画像を構成することとなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成の大型マルチプロジェクタ装置1においては、以下のような問題があった。
すなわち、CRT5r,5g,5bとして、例えば5乃至6インチ程度のCRTを使用する場合でも、投射レンズ6r,6g,6bが比較的大径となることから、大型マルチプロジェクタ装置1全体が大型になってしまう。また、このような大型マルチプロジェクタ装置1のコストは高くなってしまう。
【0010】
さらに、CRT5r,5g,5bのネック部が長く、また投射レンズ6r,6g,6bが配設されることから、大型マルチプロジェクタ装置1全体の奥行きも深くなり、例えば5乃至6インチ程度のCRTを使用する場合、約1100mm程度になってしまう。
【0011】
そして、より大型のスクリーンを構成するために、個々のプロジェクタ装置3の台数を増やすと、大型マルチプロジェクタ装置1全体がさらに大型化してしまい、重量も増大することになってしまう。
また、CRT5r,5g,5bを使用していることから、発熱量が多く、使用時の温度上昇によって、コンバージェンス調整がずれて、色ずれが発生しやすい。
これは、大型マルチプロジェクタ装置1のCRT5r,5g,5bを、液晶表示ディスプレイ(CRT)に変更したとしても、このCRT5r,5g,5bと光源等を含む光学ユニットを配置する必要があるため、どうしても大型マルチプロジェクタ装置1全体の奥行きが深くなり、厚みが増してしまうとういう問題があった。
【0012】
本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成により、軽量で且つ薄型のプロジェクタ装置及びこれを利用した大型マルチプロジェクタ装置を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、像を投射するスクリーンと、赤色用LCDライトバルブ、緑色用LCDライトバルブ及び青色用LCDライトバルブにより形成され、スクリーンに投射される像が略90度傾いて表示される表示部と、表示部に照射する光を発生させ、各LCDライトバルブまでの光学的距離が等しい光源と、各LCDライトバルブと光源との間に配置され、色分解する色分解手段と、光源から出射され、色分解手段によって分解された光を集光するコンデンサレンズと、コンデンサレンズによって集光された光から一定方向の振動波を選択する偏光板と、各LCDライトバルブからの像を合成する合成手段と、合成手段で合成された像を略90度回転させる立上げミラーと、立上げミラーで回転された像を略90度回転させてスクリーンに投射する背面ミラーと、を有し、立上げミラーは、各LCDライトバルブと光を外方に出射する投射レンズとの間に配置され、少なくとも光源、各LCDライトバルブ、立上げミラー及び投射レンズを有する光学ユニットが、スクリーンの正面側から見て、このスクリーン内に収まると共に、長手方向がスクリーンの横方向と略平行になるよう配置されているプロジェクタ装置により、達成される。
【0015】
上記構成によれば、上記スクリーンに投射される像が略90度傾いて配置されている表示部と、この表示部の像を、さらに略90度回転させるための第1の像方向変換部と、この第1の像方向変換部の像を、さらに略90度回転させ所定の位置で像を上記スクリーンに投射するための第2の像方向変換部とが備えられているため、このスクリーンと表示部との距離が短くなり、奥行き方向が短くなる。
【0016】
また、上記プロジェクタ装置の上記表示部が液晶ディスプレイ(LCD)ライトバルブであり、このLCDライトバルブは、赤色用LCDライトバルブ、緑色用LCDライトバルブ及び青色用LCDライトバルブにより形成されているため、CRTの表示部を有するプロジェクタ装置より軽量なプロジェクタ装置となる。
【0017】
また、上記目的は、本発明によれば、像を投射するスクリーンと、赤色用LCDライトバルブ、緑色用LCDライトバルブ及び青色用LCDライトバルブにより形成され、スクリーンに投射される像が略90度傾いて表示される表示部と、表示部に照射する光を発生させ、各LCDライトバルブまでの光学的距離が等しい光源と、各LCDライトバルブと光源との間に配置され、色分解する色分解手段と、光源から出射され、色分解手段によって分解された光を集光するコンデンサレンズと、コンデンサレンズによって集光された光から一定方向の振動波を選択する偏光板と、各LCDライトバルブからの像を合成する合成手段と、合成手段で合成された像を略90度回転させる立上げミラーと、立上げミラーで回転された像を略90度回転させてスクリーンに投射する背面ミラーと、を有し、立上げミラーは、各LCDライトバルブと光を外方に出射する投射レンズとの間に配置され、少なくとも光源、各LCDライトバルブ、立上げミラー及び投射レンズを有する光学ユニットが、スクリーンの正面側から見て、このスクリーン内に収まると共に、長手方向がスクリーンの横方向と略平行になるよう配置されているプロジェクタ装置を複数個組み合わせた大型マルチプロジェクタ装置により、達成される。
【0018】
上記構成によれば、上記スクリーンに投射される像が略90度傾いて配置されている表示部と、この表示部の像を、さらに略90度回転させるための第1の像方向変換部と、この第1の像方向変換部の像を、さらに略90度回転させ所定の位置で像を上記スクリーンに投射するための第2の像方向変換部とが備えられているプロジェクタ装置を複数個、組み合わせるため、大型マルチプロジェクタ装置の上記スクリーンと表示部との距離が短くなり、奥行き方向が短くなる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施例を図1乃至図7を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0020】
図1は、本発明の実施の形態に係る大型マルチプロジェクタ装置を示している。
図1において、大型マルチプロジェクタ装置10は、例えば50インチの所謂三板式液晶プロジェクタ装置を、複数個、例えば4個組み合わせることにより、構成されている。
すなわち、大型マルチプロジェクタ装置10は、前面が開放した直方体状の筐体11と、筐体11内に配設されたフレーム12と、筐体11の前面にて縦及び横方向に、それぞれ2個づつ並ぶようにフレーム12に装着された4個のプロジェクタ装置13と、から構成されている。
【0021】
各プロジェクタ装置13は、それぞれその前面のスクリーン14が、隣接する他のプロジェクタ装置13のスクリーン14と互いに隙間無く並ぶように配設されていると共に、各プロジェクタ装置13間に遮光板(図示せず)が配設されている。
【0022】
各プロジェクタ装置13は、図2に示すように、それぞれ光学ユニット20及び背面ミラー21を含んでおり、この光学ユニット20は、図3に示すように、スクリーン14の正面側から見て、このスクリーン14内に収まるように配置されている。
【0023】
上記光学ユニット20は、その長手方向がスクリーン14に対して略平行に配設されている。
また、上記背面ミラー21は、下方に向かって斜め45度に傾斜して配設されている。
【0024】
ここで、上記光学ユニット20は、図4及び図5に示すように、構成されている。
図4及び図5において、光学ユニット20は、ユニットケース内にて光軸に沿って順次に配設された光源ランプ22,UV・IRフィルタ23,第1のフライアイレンズ24,偏光変換素子25,第2のフライアイレンズ26,メインコンデンサレンズ27等を有している。
また、光学ユニット20は、色分解手段としての第1のダイクロイックミラー28と、第1のダイクロイックミラー28で反射された光軸上に順次に配設された反射ミラー29,コンデンサレンズ30,偏光板31,青色用LCDライトバルブ32等を有している。
さらに、光学ユニット20は、上記第一のダイクロイックミラー28を透過した光軸上に配設された色分解手段としての第2のダイクロイックミラー33と、第2のダイクロイックミラー33で反射された光軸上に順次に配設されたコンデンサレンズ34,偏光板35,赤色用LCDライトバルブ36等を有している。
そして、光学ユニット20は、第2のダイクロイックミラー33を透過した光軸上に順次に配設された第1のリレーレンズ37,反射ミラー38,第2のリレーレンズ39,反射ミラー40,コンデンサレンズ41,偏光板42,緑色用LCDライトバルブ43と、上記3つのLCDライトバルブ32,36,43からの光が入射して合成される合成手段としてのクロスプリズム44等を有している。
また、このクロスプリズム44からの出射光の光軸上には、順次、投射レンズ内ミラーである立上げミラー45や投射レンズ46等も配設されている。
【0025】
上記UV・IRフィルタ23は、入射光の紫外線及び赤外線をカットして、可視光線のみを透過させるようになっている。
この透過した可視光線は、上記第1のフライアイレンズ24を通って上記偏光変換素子25に導かれる。
この偏光変換素子25は、例えば偏光ビームスプリッタ(PBS)、ミラー及び波長板等から構成されている。そして、上記可視光線は、PBSでP波成分とS波成分に分離され、分離されたS波成分は、反射し隣のミラーで光軸に平行方向に回転し、波長板で90度回転されてP波に変換される。
このようにPBSを透過したP波成分は、第2のフライアイレンズ26を通って、メインコンデンサレンズ27に入ることになる。
【0026】
このメインコンデンサレンズ27から出射したP波成分は、上記第一のダイクロイックミラー28で色分離される。具体的には、青色光を反射し、赤色光及び緑色光を透過させることになる。
ここで、第1のダイクロイックミラー28で色分解された青色光は、反射ミラー29を介して、コンデンサレンズ30で集光される。そして、偏光板31で、一定方向の振動波が選択され、青色用LCDライトバルブ32に入射し、映像信号に基づいて青色が透過するようになっている。
また、第1のダイクロイックミラー28で色分解され、透過した赤色光及び緑色光は、第2のダイクロイックミラー33によって、赤色光が反射され、緑色光を透過することになる。この第2のダイクロイックミラー33で反射された赤色色は、コンデンサレンズ34を介し、偏光板35で、一定方向の振動波が選択され、赤色用LCDライトバルブ36に入射し、映像信号に基づいて赤色が透過するようになっている。
さらに、第2のダイクロイックミラー33を透過した緑色光は、リレーレンズ37、反射ミラー38,第2のリレーレンズ39,反射ミラー40,コンデンサレンズ41及び偏光板42を介して緑色用LCDライトバルブ43に入射し、映像信号に基づいて緑色が透過することになる。
【0027】
この場合、緑色光の光路については、光源ランプ22から各LCDライトバルブ32,36,43までの光学的距離が互いに等しくなるように、二つのリレーレンズ37,39により適宜に調整されている。
上記クロスプリズム44の三つの入射面には、図6に示すように、それぞれLCDライトバルブ32,36,43が取り付けられている。そして、このクロスプリズム44によって、各LCDライトバルブ32,36,43からの光(映像)を合成されるようになっている。
ここで、各LCDライトバルブ32,36,43に表示される像である映像は、例えば図6の矢印で示すように、90度傾けて表示されている。
また、上記立上げミラー45は、図5に示すように、その反射面が、クロスプリズム44からの出力光の水平な光軸に対して上に向かって斜め45度に傾斜して配設されており、クロスプリズム44からの出射光を上方に向かって垂直に反射されるようになっている。
さらに、上記投射レンズ46は、クロスプリズム44で合成された映像が、立上げミラー45を介して入射され、背面ミラー21を介して、スクリーン14上に結像させるように、構成されている。
【0028】
本発明による大型マルチプロジェクタ装置10は、以上のように構成されており、各プロジェクタ装置13は、以下のように動作する。
光学ユニット20の光源ランプ22から出射した光は、上述のように、UV・IRフィルタ23、第一のフライアイレンズ24を透過した後、偏光変換素子25に入射する。
偏光変換素子25等を介して、上記各LCDライトバルブ32、36、43に到達した光は、それぞれ青色、赤色、緑色が透過するが、この各LCDライトバルブ32、36、43に表示されている映像が90度傾いて表示されているため、クロスプリズム44で合成された映像は、90度傾いた状態で、立上げミラー45に入射することになる。この立上げミラー45は、図5に示すように、45度傾斜して配設されているため、この立上げミラー45に入射した映像は、図5の矢印で示すように、90度回転させられることになる。
この状態で映像は、投射レンズ46に入射することになる。この映像の向きを示したのが図7である。図7に示すような向きで投射レンズ46に表示されている映像は、背面ミラー21に投影されることになる。このとき映像は、図7に示すように、背面ミラー21によって90度回転され、スクリーン14に裏側より投射、結像される。この結像された像は、90度傾いていない正常な像となる。
【0029】
このようにして、各プロジェクタ装置13により対応スクリーン14に対して分割されたカラー映像が表示されることになり、各プロジェクタ装置13が互いに同期して作動することにより、各プロジェクタ装置13のスクリーン14に投射されるカラー画像が、大型マルチプロジェクタ装置10全体として、一つの大型画像を構成することになる。
【0030】
本実施の形態に係る大型マルチプロジェクタ装置10では、上述のように、各LCDライトバルブ32、36、43に映像が90度傾いて表示され、この傾いて表示された映像を、立上げミラー45及び背面ミラー21でそれぞれ90度ずつ回転させられるため、光源22からLCDライトバルブ32、36、43,投射レンズ46までの上記光学ユニット20を、図3に示すように、スクリーン14に対して平行に配置することができる。このため、大型マルチプロジェクタ装置10の奥行きが短くなり、奥行き方向に関して薄型に構成することができる。
例えば、各プロジェクタ装置13が50インチプロジェクタとして構成されている場合、奥行きは、約400mm程度と大幅に薄型に構成され得ることになる。
また、従来のようなCRTを使用せず、LCDライトバルブ32,36,43を使用していることから、大型マルチプロジェクタ装置10におけるフレーム12等の荷重が軽減され得るので、大型マルチプロジェクタ装置10全体が小型且つ軽量に構成され得ることになる。
さらに、LCDライトバルブ32,36,43を使用すると共に、クロスプリズム44により映像を合成しているので、一つの投射レンズ46で済み、フォーカスやコンバージェンス等の調整が容易になり、色ずれが大幅に抑制され得ると共に、コストが低減され得ることになる。
【0031】
上述した実施形態においては、4台のプロジェクタ装置13が縦及び横方向に、それぞれ2個づつ並んでいるが、これに限らず、複数台のプロジェクタ装置13が縦横に複数個並ぶことにより、一つの大型スクリーンを構成するようにしてもよいことは明らかである。この場合、個々のプロジェクタ装置13が薄型で且つ軽量であることから、大型マルチプロジェクタ装置も薄型で且つ軽量に構成され得ることになる。
他方、ただ一台のプロジェクタ装置13を備える場合にも、本発明を適用し得ることは明らかであり、プロジェクタ装置全体が薄型に且つ軽量に構成され得ることになる。
【0032】
また、上述した実施形態においては、光学ユニット20は、図3に示すように、投射レンズ46に関して、全体が右側に位置するように構成されているが、これに限らず、左右逆に構成されていてもよいことは明らかである。
さらに、上述した実施形態においては、光学ユニット20は、スクリーン14に対して水平に配設されているが、これに限らず、垂直にあるいは斜めに配設されていてもよく、これに対応して、背面ミラー21は、その傾斜方向が光学ユニット20の方向に合わせて適宜に調整される。
また、上述した実施形態においては、各プロジェクタ装置13が所謂三板式液晶プロジェクタ装置として構成されているが、これに限らず、単板式液晶プロジェクタ装置の場合にも、本発明を適用することが可能である。
【0033】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、簡単な構成により、軽量で且つ薄型のプロジェクタ装置及びこれを利用した大型マルチプロジェクタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる大型マルチプロジェクタ装置を示す概略斜視図である。
【図2】図1の大型マルチプロジェクタ装置の縦断面図である。
【図3】図1の大型マルチプロジェクタ装置における個々のプロジェクタ装置の正面図である。
【図4】図3のプロジェクタ装置における光学ユニットの構成を示す概略平面図である。
【図5】図4の光学ユニットの概略側面図である。
【図6】図4の光学ユニットの要部を示す概略斜視図である。
【図7】図3のプロジェクタ装置における画像投射状態を示す概略斜視図である。
【図8】従来の大型マルチプロジェクタ装置の一例の構成を示す概略斜視図である。
【図9】図8の大型マルチプロジェクタ装置の縦断面図である。
【図10】図8の大型マルチプロジェクタ装置における画像投射状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
10・・・大型マルチプロジェクタ装置、11・・・筐体、12・・・フレーム、13・・・プロジェクタ装置、20・・・光学ユニット、21・・・背面ミラー、22・・・光源ランプ、23・・・UV・IRフィルタ、24,26・・・フライアイレンズ、25・・・偏光変換素子、27・・・メインコンデンサレンズ、28,33・・・ダイクロイックミラー、29,38,40・・・反射ミラー、30,34,41・・・コンデンサレンズ、31,35,42・・・偏光板、32,36,43・・・LCDライトバルブ、37,39・・・リレーレンズ、44・・・クロスプリズム、45・・・立上げミラー、46・・・投射レンズ。
Claims (2)
- 像を投射するスクリーンと、
赤色用LCDライトバルブ、緑色用LCDライトバルブ及び青色用LCDライトバルブにより形成され、上記スクリーンに投射される像が略90度傾いて表示される表示部と、
上記表示部に照射する光を発生させ、各LCDライトバルブまでの光学的距離が等しい光源と、
各LCDライトバルブと光源との間に配置され、色分解する色分解手段と、
上記光源から出射され、上記色分解手段によって分解された光を集光するコンデンサレンズと、
上記コンデンサレンズによって集光された光から一定方向の振動波を選択する偏光板と、
各LCDライトバルブからの像を合成する合成手段と、
上記合成手段で合成された像を略90度回転させる立上げミラーと、
上記立上げミラーで回転された像を略90度回転させて上記スクリーンに投射する背面ミラーと、を有し、
上記立上げミラーは、上記各LCDライトバルブと光を外方に出射する投射レンズとの間に配置され、
少なくとも光源、上記各LCDライトバルブ、上記立上げミラー及び上記投射レンズを有する光学ユニットが、上記スクリーンの正面側から見て、このスクリーン内に収まると共に、長手方向が上記スクリーンの横方向と略平行になるよう配置されているプロジェクタ装置。 - 像を投射するスクリーンと、
赤色用LCDライトバルブ、緑色用LCDライトバルブ及び青色用LCDライトバルブにより形成され、上記スクリーンに投射される像が略90度傾いて表示される表示部と、
上記表示部に照射する光を発生させ、各LCDライトバルブまでの光学的距離が等しい光源と、
各LCDライトバルブと光源との間に配置され、色分解する色分解手段と、
上記光源から出射され、上記色分解手段によって分解された光を集光するコンデンサレンズと、
上記コンデンサレンズによって集光された光から一定方向の振動波を選択する偏光板と、
各LCDライトバルブからの像を合成する合成手段と、
上記合成手段で合成された像を略90度回転させる立上げミラーと、
上記立上げミラーで回転された像を略90度回転させて上記スクリーンに投射する背面ミラーと、を有し、
上記立上げミラーは、上記各LCDライトバルブと光を外方に出射する投射レンズとの間に配置され、
少なくとも光源、上記各LCDライトバルブ、上記立上げミラー及び上記投射レンズを有する光学ユニットが、上記スクリーンの正面側から見て、このスクリーン内に収まると共に、長手方向が上記スクリーンの横方向と略平行になるよう配置されているプロジェクタ装置を複数個組み合わせた大型マルチプロジェクタ装置。
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