(57)【要約】【課題】スクリーンとは異なる位置に画像を表示できる、投射表示装置を提供する。【解決手段】本発明の投射表示装置は、スクリーンと、スクリーンに第１画像光を投射する第１表示部と、を備え、第１表示部は、スクリーンと、第１表示部と観察者との間に位置する反射面と、の両方を介して、観察者が第１画像光による第１画像を視認できる位置に配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンと、
前記スクリーンに第１画像光を投射する第１表示部と、を備え、
前記第１表示部は、前記スクリーンと、前記第１表示部と観察者との間に位置する反射面と、の両方を介して、観察者が前記第１画像光による第１画像を視認できる位置に配置されている
ことを特徴とする投射表示装置。
【請求項２】
前記反射面は、床面、天井面又は壁面のいずれかである
ことを特徴とする請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項３】
前記第１表示部は、前記スクリーンに対して観察者と反対側に配置される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の投射表示装置。
【請求項４】
前記第１表示部は、前記スクリーンに対して観察者と同じ側に配置される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の投射表示装置。
【請求項５】
前記スクリーンに第２画像光を投射する第２表示部をさらに備え、
前記第２表示部は、前記スクリーンを介して、観察者が前記第２画像光による第２画像を視認できる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投射表示装置。
【請求項６】
前記第１画像光の偏光方向は、前記第２画像光の偏光方向とは異なる方向である
ことを特徴とする請求項５に記載の投射表示装置。
【請求項７】
前記第１画像光はＳ偏光であり、前記第２画像光はＰ偏光である
ことを特徴とする請求項６に記載の投射表示装置。
【請求項８】
固定画像を表示する第３表示部をさらに備え、
前記第３表示部は、前記スクリーンと前記反射面との間に配置されるとともに、前記反射面に向かう前記第１画像光を通過させる複数の隙間を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投射表示装置。
【請求項９】
前記スクリーンは、拡散シートを含む
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターを用いてスクリーンに対して画像を投射する投射表示装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。このような投射表示装置は画像を表示する種々の用途において使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−３２２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、イベント時の画像表示にプロジェクターを用いる場合において、例えば、機器の設置スペースの制約からスクリーンとは異なる場所に画像を表示したいとの要望も少なからずある。しかしながら、上述した投写表示装置は、スクリーンとは異なる位置に画像を表示することを想定していなかった。そのため、スクリーンとは異なる位置に画像を表示できる新たな技術の提供が望まれていた。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、スクリーンとは異なる位置に画像を表示できる、投射表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に従えば、スクリーンと、前記スクリーンに第１画像光を投射する第１表示部と、を備え、前記第１表示部は、前記スクリーンと、前記第１表示部と観察者との間に位置する反射面と、の両方を介して、観察者が前記第１画像光による第１画像を視認できる位置に配置されている投射表示装置が提供される。
【０００７】
第１態様に係る投射表示装置によれば、観察者に対して、スクリーンとは異なる位置に表示した画像を観察させることができる。また、通常に画像が表示されない場所に反射面を設定することで、スクリーンとは異なる位置に仮想的に画像を表示することができる。よって、スクリーン上に画像を表示する構成の場合に比べ、観察者に強い印象を与えることができる。よって、イベント等の参加者に強い印象を与える画像を表示する用途に特に適した投射表示装置を提供できる。
【０００８】
上記態様において、前記反射面は、床面、天井面又は壁面のいずれかであるのが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、床面、天井面又は壁面のいずれかに画像を仮想的に表示させることができる。
【００１０】
上記態様において、前記第１表示部は、前記スクリーンに対して観察者と反対側に配置されるのが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、透過型のスクリーンを用いた投射表示装置において、スクリーンとは異なる位置に画像を表示できる。
【００１２】
上記態様において、前記第１表示部は、前記スクリーンに対して観察者と同じ側に配置されるのが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、反射型のスクリーンを用いた投射表示装置において、スクリーンとは異なる位置に画像を表示できる。
【００１４】
上記態様において、前記スクリーンに第２画像光を投射する第２表示部をさらに備え、前記第２表示部は、前記スクリーンを介して、観察者が前記第２画像光による第２画像を視認できる位置に配置されているのが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、第１表示部の投射像と第２表示部の投射像とを組み合わせることで、連続的な一枚の画像として表示することができる。よって、スクリーンの約２倍のサイズの画像を表示することができる。
また、表示したい画像のサイズよりもスクリーンサイズを小さくできるので、コストを低減できる。
したがって、例えば、制約された室内空間で行われるイベントにおいて、参加者に強い印象を与える大きな画像を表示する用途に特に適した形態の投射表示装置を提供できる。
【００１６】
上記態様において、前記第１画像光の偏光方向は、前記第２画像光の偏光方向とは異なる方向であるのが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、第１画像光及び第２画像光における反射特性を異ならせることができる。これにより、第１画像と第２画像との明るさの差が小さくなるので、画像全体で明るさにムラがなく、連続的で違和感のない大きな画像を表示できる。
【００１８】
上記態様において、前記第１画像光はＳ偏光であり、前記第２画像光はＰ偏光であるのが望ましい。
【００１９】
この構成によれば、Ｐ偏光の第２画像光は反射面に入射したとしても反射率が低いので、反射面で反射される光線をほぼ無視できる。また、Ｓ偏光の第１画像光は反射面で良好に反射されるので、観察者が良好に観察できる。
【００２０】
上記態様において、固定画像を表示する第３表示部をさらに備え、前記第３表示部は、前記スクリーンと前記反射面との間に配置されるとともに、前記反射面に向かう前記第１画像光を通過させる複数の隙間を含むのが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、第３表示部に表示された固定画像と反射面に虚像として表示された画像光による画像とを組み合わせた画像を表示することができる。
【００２２】
上記態様において、前記スクリーンは、拡散シートを含むのが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、スクリーンを介した第１画像光を拡散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態の投射表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】スクリーンの構成を示す断面図である。
【図３】フレネルレンズの構成を示す図である。
【図４】レンチキュラーシートを光入射方向から視た正面図である。
【図５】リニアフレネルレンズの構成を示す図である。
【図６】スクリーンの拡散角を考慮した画像観察範囲を示す図である。
【図７】第２実施形態の投射表示装置の概略構成を示す図である。
【図８】スクリーンの構成を示す断面図である。
【図９】第３実施形態の投射表示装置の概略構成を示す図である。
【図１０Ａ】固定画像表示部材の側面図である。
【図１０Ｂ】固定画像表示部材を観察位置から視た正面図である。
【図１１】観察者が視認する画像を概念的に示す図である。
【図１２】第４実施形態の投射表示装置の概略構成を示す図である。
【図１３Ａ】第１プロジェクターが投射する第１画像光を概念的に示す図である。
【図１３Ｂ】第２プロジェクターが投射する第２画像光を概念的に示す図である。
【図１３Ｃ】第１、第２画像の組み合わせによる画像を概念的に示す図である。
【図１４】第５実施形態の投射表示装置の概略構成を示す図である。
【図１５】入射角と反射率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は本実施形態の投射表示装置１００の概略構成を示す図である。図１に示すように、投射表示装置１００は、プロジェクター（第１表示部）１と、スクリーン１０とを備えている。投射表示装置１００は、スクリーン１０から所定の距離だけ離間する観察位置ＭＰにいる観察者Ｍにプロジェクター１が投射する画像を視認させる。
【００２７】
プロジェクター１は、例えば、投射表示装置１００が設置される室内の天井から吊り下げて固定される。プロジェクター１は、画像光（第１画像光）Ｒ１をスクリーン１０に対して投射する。プロジェクター１は、スクリーン１０の光入射面を平面視した場合において、スクリーン１０の中心軸１０ｃに対して上側に配置される。
【００２８】
本実施形態において、プロジェクター１は、例えば、投射レンズの垂直方向シフト機能を有する。プロジェクター１は、シフト機能を利用することで、画像光Ｒ１の投射像に生じる台形歪を低減しつつ、下方に平行移動させて画像光Ｒ１の中心がスクリーン１０の中心（光軸１０ａ）に向かうように、画像光Ｒ１を投射する。
【００２９】
プロジェクター１はスクリーン１０に対して観察者Ｍと反対側に配置される。すなわち、本実施形態のスクリーン１０は、プロジェクター１からの光を透過させる透過型のスクリーンである。スクリーン１０の平面形状は矩形状からなる。本実施形態において、スクリーン１０は、観察者Ｍの左右方向に沿って長手であり、観察者Ｍの上下方向に沿って短手となる形状を有する。投射表示装置１００において、スクリーン１０よりも左側（プロジェクター１側）は外光の入らない暗い環境となっている。
【００３０】
本実施形態において、スクリーン１０を透過した画像光Ｒ１は床面Ｆで反射されることでスクリーン１０から所定の距離だけ離間する観察位置ＭＰにいる観察者Ｍに画像として視認される。すなわち、プロジェクター１は、スクリーン１０と、プロジェクター１と観察者Ｍとの間に位置する反射面（床面Ｆ）と、の両方を介して画像光Ｒ１による画像を観察者Ｍに視認可能とするように、設けられている。観察者Ｍによる画像の見え方については後述する。
【００３１】
図２はスクリーン１０の構成を示す断面図である。図２はスクリーン１０の中心軸１０ｃを通る断面に相当する。図２に示すように、スクリーン１０は、光入射方向から、フレネルレンズ５と、フレネルレンズ５を透過した光を拡散させる拡散シート６と、レンチキュラーシート７とを含む。なお、フレネルレンズ５、拡散シート６及びレンチキュラーシート７は不図示のフレーム部材を介して一体に保持されている。
【００３２】
図３はフレネルレンズ５を光入射方向から視た正面図と、フレネルレンズ５の中心を通る断面図である。図３に示すように、フレネルレンズ５は、平凸レンズを同心円状の複数の領域に分割したレンズであり、のこぎり歯状の断面形状を有している。これにより、フレネルレンズ５はレンズ全体の厚みを抑えている。なお、のこぎり歯状の断面はプリズムとしてみなすこともできる。
【００３３】
このような構成に基づき、フレネルレンズ５は、凸レンズと同様に集光、結像の機能を持ったレンズと等価とみなせる。すなわち、フレネルレンズ５は入射光の出射方向を制御することで、スクリーン１０の周辺で光線の入射角度が大きくなることで周辺が暗くなってしまうのを低減する。フレネルレンズ５は、観察位置ＭＰに集光するように焦点距離を設定してある。なお、フレネルレンズ５は、仮に床面Ｆが存在しなかった場合、床面Ｆを基準に観察位置ＭＰと対称となる仮想観察位置ＭＰ´に集光するように焦点距離を設定してある。
【００３４】
例えば、プロジェクター１からスクリーン１０までの距離をａ、スクリーン１０から観察位置ＭＰの距離をｂとした場合、フレネルレンズ５の焦点距離ｆを、１／ｆ＝１／ａ＋１／ｂの関係を満たすように設定すれば、画像光Ｒ１を観察位置ＭＰにて集光させることができる。なお、本実施形態において、画像光Ｒ１は後述するように拡散シート６により拡散されるため、焦点距離ｆは厳密に設定する必要はない。すなわち、観察者Ｍの位置する頻度が最も高くなりそうな領域に画像光Ｒ１を集光させるように焦点距離ｆを設定すればよい。
【００３５】
本実施形態において、フレネルレンズ５は拡散シート６に対して光入射面側に配置されているが、フレネルレンズ５が光射出面側に配置されていてもよい。すなわち、スクリーン１０として、フレネルレンズ５と拡散シート６との位置を左右反転させた構造を採用することもできる。また、フレネルレンズ５を拡散シート６に対して光入射面側に配置した構成においてフレネルレンズ５を左右反転させた構造を採用することや、フレネルレンズ５を拡散シート６に対して光射出面側に配置した構成においてフレネルレンズ５を左右反転させた構造を採用することもできる。
【００３６】
図４はレンチキュラーシート７を光入射方向から視た正面図である。図７に示すように、レンチキュラーシート７は、縦長の微小な円筒形状凸レンズ７ａを横方向に複数並べることで構成されたもので、水平方向（左右方向）に画像光Ｒ１を広げることで横方向の観察位置ＭＰの範囲を広げる。
【００３７】
なお、レンチキュラーシート７は必要に応じて省略することもできる。また、スクリーン１０は、フレネルレンズ５に代えて、図５に示すように、水平方向（左右方向）に延びる直線状のマイクロレンズ５ａを上下方向（縦方向）に複数並べたリニアフレネルレンズ５Ａを用いてもよい。このようなリニアフレネルレンズを用いることで、上下方向（縦方向）に画像光Ｒ１を広げることで縦方向の観察位置ＭＰの範囲を広げることができる。
【００３８】
また、スクリーン１０は画像光Ｒ１を観察位置ＭＰに集光させる機能を有していればよく、集光手段としてレンチキュラー又は微小光学素子を配置した構成であってもよい。すなわち、スクリーン１０は入射光線（画像光Ｒ１）に対する出射光線の角度を位置により変化させる構成を備えたものであれば適宜置き換え可能である。
【００３９】
続いて、本実施形態の投射表示装置１００による観察者Ｍの画像の見え方について説明する。図１に示したように、プロジェクター１から投射された画像光Ｒ１はスクリーン１０に入射する。図１において、画像光Ｒ１は図を見易くするため、中心光線及び上下の光線の３本のみで図示した。
【００４０】
画像光Ｒ１はスクリーン１０を透過する際、フレネルレンズ５によって屈折した状態（集光した状態）で床面Ｆに入射する。画像光Ｒ１は床面Ｆで反射されることで、観察位置ＭＰに集光される。ここで、観察位置ＭＰからスクリーン１０側を視た場合、画像光Ｒ１は、以下の光と等価とみなすことができる。
【００４１】
具体的に、画像光Ｒ１は、床面Ｆに対してプロジェクター１と対称となる下方の位置に仮想的に配置されたプロジェクター１Ｋから射出され、床面Ｆに対してスクリーン１０と対称となる下方の位置に仮想的に配置される仮想スクリーン１０Ｋを介して観察位置ＭＰに集光される光と等価とみなせる。つまり、観察位置ＭＰからスクリーン１０を観察すると、プロジェクター１による画像は見えないことになる。
【００４２】
図１に示すように、スクリーン１０上の３点をＰ，Ｑ，Ｒとした場合、仮想スクリーン１０Ｋ上においては、３点Ｐ´，Ｇ´，Ｒ´の位置は上下が反転した状態となる。
【００４３】
したがって、観察者Ｍは、観察位置ＭＰにおいて、仮想スクリーン１０Ｋに投射された画像光Ｒ１を画像Ｇ１（第１画像）として観察することができる。なお、画像Ｇ１は虚像として観察者Ｍに観察される。
【００４４】
以上述べたように本実施形態の投射表示装置１００によれば、観察者Ｍに対して、透過型のスクリーン１０とは異なる位置に表示した画像を観察させることができる。よって、投射表示装置１００は、通常時に画像が表示されることのない床面Ｆに仮想的に画像を表示することで、スクリーン１０上に画像を表示する構成に場合に比べ、観察者に強い印象を与えることができる。すなわち、本実施形態の投射表示装置１００は、イベント等の参加者に強い印象を与える画像を表示する用途に特に適したものとなる。
【００４５】
なお、本実施形態において、スクリーン１０はフレネルレンズ５の他に拡散シート６を含むため、画像光Ｒ１は拡散シート６によって拡散されることになる。
図６はスクリーン１０の拡散角を考慮した画像観察範囲を示す図である。なお、拡散角とは、拡散シート６に入射する光軸に対して透過光が拡散する角度を規定したもので、例えば光軸方向から観察した輝度の１／１０の輝度になる角度で定義することができる。
【００４６】
図６に示すように、スクリーン１０上のＰ点を透過することで拡散された画像光Ｒ１は、仮想スクリーン１０Ｋ上のＰ´点を通過することで画像観察範囲Ａ１に集光されることと等価である。スクリーン１０上のＱ点を透過することで拡散された画像光Ｒ１は、仮想スクリーン１０Ｋ上のＱ´点を通過することで画像観察範囲Ａ２に集光されることと等価である。スクリーン１０上のＲ点を透過することで拡散された画像光Ｒ１は、仮想スクリーン１０Ｋ上のＲ´点を通過することで画像観察範囲Ａ３に集光されることと等価である。観察位置ＭＰは、上記画像観察範囲Ａ１〜Ａ３にそれぞれ含まれている。
したがって、観察者Ｍは、上記画像観察範囲Ａ１〜Ａ３が重なる範囲内（観察位置ＭＰの周辺領域）において画像光Ｒ１を観察することが可能である。
【００４７】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態に係る投射表示装置について説明する。本実施形態の投射表示装置は、プロジェクターからの光を反射する反射型のスクリーンを備える点で第１実施形態の構成と異なる。なお、第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
【００４８】
図７は本実施形態の投射表示装置１０１の概略構成を示す図である。図７に示すように、投射表示装置１０１は、プロジェクター１と、スクリーン１１とを備えている。投射表示装置１０１は、スクリーン１１から所定の距離だけ離間する観察位置ＭＰにいる観察者Ｍに画像を視認させる。
【００４９】
本実施形態において、プロジェクター１はスクリーン１１に対して観察者Ｍと同じ側に配置される。すなわち、本実施形態のスクリーン１１は、プロジェクター１からの光を反射させる反射型のスクリーンである。
【００５０】
本実施形態において、スクリーン１１で反射した画像光Ｒ１は床面Ｆでさらに反射されることでスクリーン１１から所定の距離だけ離間する観察位置ＭＰにいる観察者Ｍに画像として視認される。なお、観察者Ｍによる画像の見え方については後述する。
【００５１】
図８はスクリーン１１の構成を示す断面図である。図８はスクリーン１１の中心軸１１ｃを通る断面に相当する。図８に示すように、スクリーン１１は、光入射方向から、フレネルレンズ５と、拡散シート６と、レンチキュラーシート７と、反射ミラー８とを含む。すなわち、本実施形態のスクリーン１１は、反射ミラー８を含む以外、第１実施形態のスクリーン１０と同様の構成を有している。本実施形態においても、フレネルレンズ５を拡散シート６に対して光入射面側に配置した構成においてフレネルレンズ５を左右反転させた構造を採用することや、フレネルレンズ５を拡散シート６に対して光射出面側に配置した構成においてフレネルレンズ５を左右反転させた構造を採用することもできる。
【００５２】
反射ミラー８は、可視光を反射する平面であり、例えば、ガラスの表面に反射膜を蒸着することで形成される。本実施形態のスクリーン１１は、反射ミラー８を備えることで、プロジェクター１からの画像光Ｒ１を反射するフロントスクリーンとして機能する。
【００５３】
続いて、本実施形態の投射表示装置１０１による観察者Ｍの画像の見え方について説明する。図７に示すように、プロジェクター１から投射された画像光Ｒ１はスクリーン１１に入射する。図７において、画像光Ｒ１は図を見易くするため、中心光線及び上下の光線の３本のみで図示した。
【００５４】
画像光Ｒ１はスクリーン１１で反射される際、フレネルレンズ５によって屈折した状態で床面Ｆに入射する。画像光Ｒ１は床面Ｆで反射されることで、観察位置ＭＰに集光される。
【００５５】
本実施形態において、画像光Ｒ１は、床面Ｆ及びスクリーン１１に対してプロジェクター１と対称となる斜め下方の位置に仮想的に配置されたプロジェクター１Ｋから射出され、床面Ｆに対してスクリーン１１と対称となる下方の位置に仮想的に配置される仮想スクリーン１１Ｋを介して観察位置ＭＰに集光される光と等価とみなせる。
【００５６】
したがって、観察者Ｍは、観察位置ＭＰにおいて、仮想スクリーン１１Ｋに投射された画像光Ｒ１を画像Ｇ１（虚像）として観察することができる。
以上述べたように本実施形態の投射表示装置１０１においても、観察者Ｍに対して、反射型のスクリーン１１とは異なる位置に表示した画像を観察させることができる。
【００５７】
（第３実施形態）
続いて、第３実施形態に係る投射表示装置について説明する。本実施形態の投射表示装置は、固定画像を表示する表示部をさらに備える点で第１実施形態の構成と異なる。なお、第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
【００５８】
図９は本実施形態の投射表示装置１０２の概略構成を示す図である。図９に示すように、投射表示装置１０２は、プロジェクター１と、スクリーン１０と、固定画像表示部材（第３表示部）１２とを備えている。
【００５９】
図１０Ａは固定画像表示部材１２の側面図であり、図１０Ｂは固定画像表示部材１２を観察位置ＭＰから視た正面図である。
図１０Ａに示すように、固定画像表示部材１２は左右方向（水平方向）に長手を有する複数の短冊部材１３を組み合わせることで構成されている。各短冊部材１３は互いに離間した状態で枠状の部材に上下方向に沿って配置されている。また、各短冊部材１３は、短手方向において、スクリーン１０側の端部を上方に傾けた状態で配置されている。また、各短冊部材１３の裏面は光を乱反射しないよう、黒色の塗料などで塗装されている。
【００６０】
図１０Ｂに示すように、複数の短冊部材１３は、観察位置ＭＰ側の面に、例えば印刷などによる画像を表示している。固定画像表示部材１２は、各短冊部材１３に表示された画像を組み合せることで１枚の画像を表示するようになっている。
【００６１】
具体的に、固定画像表示部材１２を観察位置ＭＰ側から正面視した際、各短冊部材１３間の隙間Ｓを視認することはできない。すなわち、観察者Ｍは、観察位置ＭＰから固定画像表示部材１２を視認すれば、１枚の固定画像Ｇ０（継時的に変化しない画像）を観察できる。
【００６２】
続いて、本実施形態の投射表示装置１０２による観察者Ｍの画像の見え方について説明する。図９に示したように、プロジェクター１から投射された画像光Ｒ１はスクリーン１１に入射する。
【００６３】
本実施形態において、固定画像表示部材１２は、スクリーン１１と反射面との間に配置されるとともに、床面Ｆに向かう画像光を通過させる複数の隙間を含む。
すなわち、スクリーン１０に結像された画像光Ｒ１は、固定画像表示部材１２の隙間Ｓを通って床面Ｆに入射する。これにより、観察位置ＭＰでは、スクリーン１０に投射した画像光Ｒ１を直接見ることはできず、床面Ｆに反射した像を虚像として観察することになる。
【００６４】
図１１は観察位置ＭＰにおいて観察者が視認する画像を概念的に示す図である。
図１１に示すように、観察者は、固定画像表示部材１２に表示された固定画像Ｇ０が見えるとともに、床面Ｆに虚像として表示された画像光Ｒ１による画像Ｇ１が見えることになる。
【００６５】
本実施形態の投射表示装置１０２によれば、画像Ｇ１として静止画（固定画像Ｇ０）と関連した動画を表示することで、動きのある看板といった印象的なイベントや宣伝用途に好適な画像を表示することができる。
【００６６】
（第４実施形態）
続いて、第４実施形態に係る投射表示装置について説明する。本実施形態の投射表示装置は、プロジェクターを２つ備える点で第１実施形態の構成と異なる。なお、第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
【００６７】
図１２は本実施形態の投射表示装置１０３の概略構成を示す図である。図１２に示すように、投射表示装置１０３は、第１プロジェクター（第１表示部）２１と、第２プロジェクター（第２表示部）２２と、スクリーン１０と、を備えている。投射表示装置１０３は、スクリーン１０から所定の距離だけ離間する観察位置ＭＰにいる観察者Ｍに第１プロジェクター２１及び第２プロジェクター２２が投射する画像をそれぞれ視認させる。
【００６８】
第１プロジェクター２１は、第２プロジェクター２２の上方に位置するように、投射表示装置１０３が設置される室内の天井から吊り下げて固定される。第１プロジェクター２１は、第１画像光Ｒ１１をスクリーン１０に対して投射する。第１プロジェクター２１は、スクリーン１０の光入射面を平面視した場合において、スクリーン１０の中心軸１０ｃに対して上側に配置される。
【００６９】
第２プロジェクター２２は天井から吊り下げて固定され、第２画像光Ｒ１２をスクリーン１０に対して投射する。第２プロジェクター２２における光軸は、スクリーン１０の中心軸１０ｃ上に位置している。
【００７０】
本実施形態において、スクリーン１０の光軸１０ａに沿う水平方向において、第１プロジェクター２１及び第２プロジェクター２２はスクリーン１０に対して同じ距離に配置されている。また、第１プロジェクター２１及び第２プロジェクター２２は、スクリーン１０に投射する画像の大きさを同じにするように投写レンズのズーム機能を設定する。
【００７１】
本実施形態において、第１プロジェクター２１は、例えば、投射レンズを垂直方向にシフトさせる機能によって、第１画像光Ｒ１１の投射像を下方に平行移動させて第１画像光Ｒ１１の中心がスクリーン１０の中心（光軸１０ａ）に向かうように、第１画像光Ｒ１１を投射する。一方、第２プロジェクター２２は、第２画像光Ｒ１２の中心がスクリーン１０の中心（光軸１０ａ）に向かうように、第２画像光Ｒ１２を投射する。
【００７２】
本実施形態において、第１プロジェクター２１から射出された第１画像光Ｒ１１はスクリーン１０を透過した後、床面Ｆで反射されることで観察位置ＭＰにいる観察者Ｍに画像として視認される。すなわち、第１プロジェクター２１は、スクリーン１０と、プロジェクター１と観察者Ｍとの間に位置する反射面（床面Ｆ）と、の両方を介して第１画像光Ｒ１１による画像（第１画像）を観察者Ｍに視認可能とするように、設けられている。
【００７３】
また、第２プロジェクター２２から射出された第２画像光Ｒ１２はスクリーン１０を透過することで観察位置ＭＰにいる観察者Ｍに画像として視認される。すなわち、第２プロジェクター２２は、スクリーン１０を介して第２画像光Ｒ１２による画像（第２画像）を観察者Ｍに視認可能とするように、設けられている。
【００７４】
続いて、本実施形態の投射表示装置１０３による観察者Ｍの画像の見え方について説明する。図１２に示したように、第１プロジェクター２１及び第２プロジェクター２２から投射された第１画像光Ｒ１１及び第２画像光Ｒ１２はスクリーン１０上に投射される。図１２において、第１画像光Ｒ１１及び第２画像光Ｒ１２は図を見易くするため、中心光線及び上下の光線の３本のみで図示した。
【００７５】
第１画像光Ｒ１１はスクリーン１０を透過することで集光した状態で床面Ｆに入射する。第１画像光Ｒ１１は床面Ｆで反射されて観察位置ＭＰに集光される。一方、第２画像光Ｒ１２はスクリーン１０を透過することで観察位置ＭＰに集光される。
【００７６】
ここで、観察位置ＭＰからスクリーン１０側を視た場合、第１画像光Ｒ１１は、以下の光と等価とみなすことができる。具体的に、第１画像光Ｒ１１は、床面Ｆに対して第１プロジェクター２１と対称となる下方の位置に仮想的に配置された第１プロジェクター２１Ｋから射出され、床面Ｆに対してスクリーン１０と対称となる下方の位置に仮想的に配置される仮想スクリーン１０Ｋを介して観察位置ＭＰに集光される光と等価とみなせる。
つまり、観察位置ＭＰからスクリーン１０を観察すると、第２プロジェクター２２による画像は見えるが、第１プロジェクター２１による画像は見えないことになる。
【００７７】
図１３Ａは第１プロジェクター２１がスクリーン１０上に投射する第１画像光Ｒ１１を概念的に示す図であり、図１３Ｂは第２プロジェクター２２がスクリーン１０上に投射する第２画像光Ｒ１２を概念的に示す図であり、図１３Ｃは第１画像光Ｒ１１及び第２画像Ｇ１２の組み合わせにより構成される画像（アルファベット「Ｇ」）を概念的に示す図である。
【００７８】
第１プロジェクター２１がスクリーン１０上に投射した図１３Ａに示す第１画像光Ｒ１１は、仮想スクリーン１０Ｋ上において上下が反転されることで、図１３Ｃに示す画像Ｇ１３の下半分を構成する第１画像Ｇ１１として観察者に観察される。また、第２プロジェクター２２がスクリーン１０上に投射した図１３Ｂに示す第２画像光Ｒ１２は、上下が反転されることなく、図１３Ｃに示す画像Ｇ１３の上半分を構成する第２画像Ｇ１２として観察者に観察される。
【００７９】
なお、本実施形態において、第２画像光Ｒ１２の一部が床面Ｆで反射されると、第１画像光Ｒ１１の反射像とのクロストークが発生してしまう。本実施形態では、スクリーン１０はフレネルレンズ５の他に拡散シート６を含むため、第２画像光Ｒ１２は拡散シート６によって拡散されることになる。
【００８０】
本実施形態では、図１２に示す第２画像光Ｒ１２を示す３本の光線のうちの最下端の光線Ｒ１２ａが床面Ｆに入射しないように、拡散シート６の拡散角及び集光位置（観察位置ＭＰ）を設定している。第２画像光Ｒ１２はスクリーン１０で拡散された場合であっても、最下端の光線Ｒ１２ａが床面Ｆに入射しなければ、第２画像光Ｒ１２は床面Ｆに入射することがない。すなわち、第２画像光Ｒ１２は床面Ｆで反射されることがないので、上述したクロストークの発生を防止できる。
【００８１】
以上述べたように本実施形態の投射表示装置１０３によれば、第１プロジェクター２１の光軸をスクリーン１０に対して斜め下向き、第２プロジェクター２２の光軸をスクリーン１０に対して略垂直に投射するようにしたので、第１プロジェクター２１の投射像（第１画像Ｇ１１）と第２プロジェクターの投射像（第２画像Ｇ１２）とを組み合わせることで、連続的な一枚の画像Ｇ１３として表示することができる。よって、スクリーン１０の約２倍のサイズの画像Ｇ１３を表示できる。
【００８２】
このように本実施形態の投射表示装置１０３によれば、天井の高くない屋内空間であっても、天井高以上の高さの画像を表示することができる。また、表示したい画像のサイズよりもスクリーンサイズを小さくできるので、コストを低減することができる。よって、制約された室内空間で行われるイベントにおいて、参加者に強い印象を与える大きな画像を表示する用途に特に適したものとなる。
【００８３】
（第５実施形態）
続いて、第５実施形態に係る投射表示装置について説明する。本実施形態の投射表示装置は、２つのプロジェクターから射出する画像光として異なる偏光を用いる点で第４実施形態の構成と異なる。なお、第４実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
【００８４】
図１４は本実施形態の投射表示装置１０４の概略構成を示す図である。図１４に示すように、投射表示装置１０４は、第１プロジェクター（第１表示部）２１と、第２プロジェクター（第２表示部）２２と、スクリーン１０と、を備えている。
【００８５】
本実施形態の第１プロジェクター２１及び第２プロジェクター２２は、光変調装置として液晶ライトバルブを用いた液晶プロジェクターである。液晶プロジェクターは、入射側の偏光光線を液晶ライトバルブで変調し、出射側偏光板によって像を生成する。例えば、液晶プロジェクターからの投射光における偏光の方向は、液晶ライトバルブの出射側偏光板や、投射レンズの前後に配置した位相差板によって容易に制御可能である。
【００８６】
図１４に示すように、第１プロジェクター２１はＳ偏光の第１画像光Ｒ２１をスクリーン１０上に投射し、第２プロジェクター２２はＰ偏光の第２画像光Ｒ２２を投射する。
【００８７】
図１５は、空気中から屈折率の高い物質に光が入射する場合における入射角と反射率との関係を示すグラフである。図１５に示すように、Ｐ偏光とＳ偏光とでは反射率が異なる。具体的に、Ｓ偏光は入射角の大きさに応じて反射率も大きくなる。一方、Ｐ偏光の反射率は、入射角を０度から徐々に増加していくと、最初は減少していくものの、ある角度（ブリュースター角）で０（全反射）となり、その後に再び増加する傾向を有する。
【００８８】
本実施形態では、図１５に示した特性を有効に利用している。
具体的に、第２プロジェクター２２から投射された第２画像光Ｒ２２はスクリーン１０に投射されるが、第２画像光Ｒ２２はわずかに床面Ｆに入射されてしまう。これに対し、本実施形態の構成によれば、第２画像光Ｒ２２がＰ偏光であるため、仮に第２画像光Ｒ２２が床面Ｆに入射したとしても反射率が低いので、床面Ｆで反射される光線はほぼ無視できる。
【００８９】
一方、第１画像光Ｒ２１は床面Ｆで反射されることで観察位置ＭＰに集光されるが、第１画像光Ｒ２１はＳ偏光であるため、第１画像光Ｒ２１は床面Ｆで良好に反射されて観察者Ｍに良好に観察される。
【００９０】
以上のように本実施形態の投射表示装置１０４によれば、第２プロジェクター２２から射出された第２画像光Ｒ２２が床面Ｆでほとんど反射されないので、第１プロジェクター２１から射出された第１画像光Ｒ２１とのクロストークの発生を低減できる。
【００９１】
また、第１プロジェクター２１から射出された第１画像光Ｒ２１が床面Ｆで良好に反射されるので、第１画像光Ｒ２１による第１画像と第２画像光Ｒ２２による第２画像との明るさの差を小さくできる。よって、画像全体で明るさにムラがなく、連続的で違和感のない大きな画像を表示できる。
【００９２】
なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態において、プロジェクターから射出した画像光を反射する反射面として床面Ｆの反射を利用する場合を例に挙げたが、例えば、床面が絨毯のように反射率が極端に低い場合、絨毯の上に反射材を敷いて、該反射材を反射面として利用してもよい。また、投射表示装置を屋外で利用する場合、例えば、反射面として水面を利用して画像を表示するようにしてもよい。
【００９３】
また、プロジェクターから射出した画像光を反射する反射面として、天井面や壁面を利用してもよい。例えば、反射面として天井面を利用する場合、プロジェクターの投射レンズのシフト機能を利用することで画像光を天井面に入射させるように調整すればよい。あるいは、反射面として壁面を利用する場合、プロジェクターの投射レンズのシフト機能を利用することで画像光を壁面に入射させるようにすればよい。
【００９４】
また、投射表示装置をショッピングセンターの店舗のような場所で用いる場合、店舗と通路の仕切りのガラスをスクリーン基材として利用し、拡散シートとフレネルレンズとを貼り付けることでスクリーンとして利用してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１…プロジェクター（第１表示部）、１０，１１…スクリーン、１２…固定画像表示部材（第３表示部）、２１…第１プロジェクター（第１表示部）、２２…第２プロジェクター（第２表示部）、１００，１０１，１０２，１０３，１０４…投射表示装置、Ｆ…床面、Ｇ０…固定画像、Ｇ１，Ｇ１３…画像、Ｇ１１…第１画像、Ｇ１２…第２画像、Ｍ…観察者、Ｒ１…画像光、Ｒ１…画像光（第１画像光）、Ｒ１１，Ｒ２１…第１画像光、Ｒ１２，Ｒ２２…第２画像光、Ｓ…隙間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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