(57)【要約】【課題】表示画面に表示されるセンサー装置の影、外光からの影響、センサー装置の設置制約、コスト等を改善した背面投射型表示装置を得ることを目的とする。【解決手段】本発明の背面投射型表示装置は、画像光１０を投射する投射レンズ鏡筒部２と、投射された画像光１０が照射されて画像を表示するスクリーン５と、投射レンズ鏡筒部２に配設されたセンサー部６とを備え、センサー部６は、投射レンズ鏡筒部２の投射側端部に配設された基体部８，１２と、基体部１２に配設され、投射レンズ鏡筒部２から投射される光の輝度を検出可能な第１のセンサー７と、基体部８に配設され、スクリーン５からの光の輝度を検出可能な第２のセンサー１１とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像光を投射する投射レンズ鏡筒部と、
前記投射された画像光が照射されて画像を表示するスクリーンと、
前記投射レンズ鏡筒部に配設されたセンサー部と、を備え、
前記センサー部は、
前記投射レンズ鏡筒部の投射側端部に配設された基体部と、
前記基体部に配設され、前記投射レンズ鏡筒部から投射される光の輝度を検出可能な第１のセンサーと、
前記基体部に配設され、前記スクリーンからの光の輝度を検出可能な第２のセンサーと、を備える背面投射型表示装置。
【請求項２】
前記第１のセンサーは、前記基体部の前記投射レンズ鏡筒部内側を臨む面に配設され、
前記第２のセンサーは、前記基体部のスクリーン側の面に配設される請求項１に記載の背面投射型表示装置。
【請求項３】
前記センサー部は、前記基体部に対し前記スクリーンの反対側に配設され、前記スクリーンからの光を反射する反射板をさらに備え、
前記第１のセンサーは、前記基体部の前記投射レンズ鏡筒部内側を臨む面に配設され、
前記第２のセンサーは、前記基体部のスクリーンと反対側の面に配設され、前記反射板が反射した光の輝度を検出可能な請求項１に記載の背面投射型表示装置。
【請求項４】
前記基体部は、前記投射レンズ鏡筒部からの投射光の外縁を規定する遮蔽板である請求項３に記載の背面投射型表示装置。
【請求項５】
前記投射レンズ鏡筒部からの投射光の外縁を規定する遮蔽板をさらに備え、
前記基体部は、前記遮蔽板の一部である請求項３に記載の背面投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射レンズ鏡筒部から出射された画像光をスクリーンに表示する背面投射型表示装置に関するものである。より詳しくは、この画像光がスクリーンに表示されているかの有無を自動検出する背面投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の背面投射型表示装置（プロジェクター）は、ランプ等の光源と、光源から出射された光を変調して画像光を生成する光学装置と、この変調された画像光を拡大する投射レンズ鏡筒部と、この拡大された画像光が裏面側に照射されて画像を表示するスクリーンとを備えている。観察者は、スクリーンの表面側から画像を観察することができる。
【０００３】
この背面投射型表示装置には、投射レンズ鏡筒部から出射した画像光がスクリーンに表示されているかの有無を自動検出する機能を備えたものがある。例えば、下記特許文献１にこの自動検出する機能を備えた背面投射型表示装置が開示されている。この背面投射型表示装置は、スクリーン近傍または投射レンズ鏡筒部の近傍に光の輝度を検出するセンサー装置を配置する構成である。このセンサー装置が検出した輝度センサー値を読み取ることで、投射レンズ鏡筒部から拡大投射される画像の投射光がスクリーンまで到達しているかを判断し、表示画面が表示されているかの有無を自動検出することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１９１７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術における背面投射型表示装置は、スクリーン近傍または投射レンズ近傍に輝度を検出するセンサーを設置する構成であるため、拡大投影する画像の投射光がセンサー装置等に当たり、表示画面にセンサー装置の影が表示されるという問題があった。
【０００６】
また、スクリーン近傍に輝度を検出するセンサーを設置しており、センサーと投射レンズとの距離が遠い構成であるため、投射レンズから出射する弱い光を検出できる高精度なセンサーを用いなければならないという問題があった。
【０００７】
また、スクリーン近傍または投射レンズ近傍に輝度を検出するセンサーを設置する構成であるため、外光が強い場合はこの外光の光も検出して外光の影響を受けることがあり、投射レンズより拡大投射された光と外光の光を区別することが困難であるという問題があった。
【０００８】
また、センサー装置とセンサー装置が検出した結果を判断する判断手段が離れた構成であるため、センサー装置と判断手段の接続が必要であり、センサー装置の組付けなどコスト高になるという問題があった。
【０００９】
そこでこのような問題を解決するために、スクリーンの表示画面より大きめに拡大投射し、表示画面外にセンサー装置を設置する構成がある。この構成により、表示画面に影が表示されることは改善されるが、その他の上述した問題点が改善される構成ではない。また、スクリーンに表示画面を１００パーセント表示する場合は、スクリーンの表示画面より大きく拡大投射すると四隅で表示画像が切れるため、表示画面より拡大投射できない場合がある。この場合は、センサー装置の設置場所の制約が大きく、設置が困難である。
【００１０】
また、投射レンズ鏡筒部の近傍にセンサー装置を設置した構成がある。この構成では、スクリーン近傍にセンサー装置を設置する構成よりも設置制約は少なくなるが、投射レンズ鏡筒部からの投影光が当たり、表示画面にセンサー装置の影が出ないように設置しなければならないことは同じであり、外光からの影響も受ける。またレンズ鏡筒部からの弱い光を検出しなければならないことも同じである。
【００１１】
そこで本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、表示画面に表示されるセンサー装置の影、外光からの影響、センサー装置の設置制約、コスト等を改善した背面投射型表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の背面投射型表示装置は、画像光を投射する投射レンズ鏡筒部と、前記投射された画像光が照射されて画像を表示するスクリーンと、前記投射レンズ鏡筒部に配設されたセンサー部とを備え、前記センサー部は、前記投射レンズ鏡筒部の投射側端部に配設された基体部と、前記基体部に配設され、前記投射レンズ鏡筒部から投射される光の輝度を検出可能な第１のセンサーと、前記基体部に配設され、前記スクリーンからの光の輝度を検出可能な第２のセンサーとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の背面投射型表示装置によれば、輝度を検出するセンサーを直接投射レンズ鏡筒部に取り付ける構成である。従って、単純な構造で対応でき、センサー装置による表示画面への影を除くことができ、スクリーンより遠いため外光の影響も少なく、性能面および生産コストにおいても従来技術に比べ効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１における背面投射型表示装置の概略を示した図である。背面投射型表示装置は、ランプ等の光源（図示せず）と、光源から出射された光を変調して画像光を生成する光学装置１と、画像光を拡大投射する投射レンズ鏡筒部２と、拡大投射された画像光が照射されて画像を表示するスクリーン５と、光の輝度を検出するセンサー部（以下、センサー装置６と記載）を備えている。
【００１５】
図２は、投射レンズ鏡筒部２およびセンサー装置６を示した断面図である。センサー装置６は、投射レンズ鏡筒部２の投射側端部に配設された基体部８，１２と、基体部１２の投射レンズ鏡筒部２内側を臨む面に配設され、投射レンズ鏡筒部２から投射される不要光１８の輝度を検出するセンサー７と、基体部８のスクリーン５側の面に配設され、スクリーン５からの光３０の輝度を検出するセンサー１１を備えている。このセンサー１１が検出するスクリーン５からの光３０は、おもに投射レンズ鏡筒部２から投射された投射光１０がスクリーン５に当たり反射する表示画面反射光９であるが、設置場所によっては外光１６の影響も受ける（後述する図８参照）。
【００１６】
図３は、本実施の形態における投射レンズ鏡筒部２およびセンサー装置６の他の構成を示した図である。図３に示すように、１つの基体部１２が、不要光１８の輝度を検出するセンサー７と、スクリーン５からの光３０の輝度を検出するセンサー１１の両方を有する構成であってもよい。
【００１７】
図４は、投射レンズ鏡筒部２から出射する不要光１８を示した図である。投射レンズ４を使用して拡大投影する投射レンズ鏡筒部２は、拡大投影する投射光１０以外に投射レンズ４より光がでている。この光が本発明で言う不要光１８である。この不要光１８は、表示画面３（図１参照）のための投射光１０とは関係なく、投射レンズ鏡筒部２自身からでている光であり、投射レンズ４を用いる背面投射型表示装置を形成する上で光学的に発生するものである。
【００１８】
一般的には、図５のように、不要光１８対策として不要光１８を遮断する遮蔽板１７を投射レンズ鏡筒部２の前に取り付けて使用する。この不要光１８の発生量自体を少なくすることは可能であるが、投射レンズ鏡筒部２に高い光学性能が必要となり、背面投射型表示装置のコストが高くなる。従って、背面投射型表示装置が要求されている性能を満たす範囲内で不要光１８を残し、必要がある場合は遮蔽板１７などで遮蔽している。本発明は、この不要光１８を用いてスクリーン５に表示画面３が表示されているかの有無を検出する背面投射型表示装置である。
【００１９】
次に、本発明の背面投射型表示装置におけるスクリーン５に表示画面３が表示されているかの有無を自動検出する方法について説明する。不要光１８は、投射レンズ鏡筒部２より投影される表示画面３に関係なく、投射レンズ鏡筒部２固有のほぼ一定の輝度を有している。本発明は、センサー７によって測定された不要光１８の輝度値とセンサー１１によって測定されたスクリーン５からの光の輝度値を背面投射型表示装置内の計算機によって比較計算し、スクリーン５に投影された表示画像３が表示されているかの有無を検出するものである。
【００２０】
例えばこの計算方法、すなわちスクリーン５に投影された表示画像３が表示されているかの有無は、センサー７が所定値以上の輝度を検出し、センサー１１も所定値以上の輝度を検出したときに、スクリーン５に表示画面３が表示されていると判断する。また、センサー７が所定値以上の輝度を検出し、センサー１１が所定値以上の輝度を検出しなければ、スクリーン５に表示画面３が表示されていないと判断する。また、センサー７が所定値以上の輝度を検出しなければ、センサー１１の検出する輝度の値にかかわらず、スクリーン５に表示画面３が表示されていないと判断する。
【００２１】
このような検出方法により、何らかの不具合で表示画面３がスクリーン５に表示されていない場合は、背面投射型表示装置自身が自動で表示画面３が表示されていないことを検出することができる。従って、不具合に対する対応を迅速に対処することができる。また、背面投射型表示装置内の計算機が行う輝度値の比較計算方法は、上述した方法に限らない。
【００２２】
次に、本発明の背面投射型表示装置の構成と比較するために、従来技術における背面投射型表示装置の構成について説明する。図１１〜図１３は、従来技術における背面投射型表示装置の構成を示した図である。図１１は、上述した特許文献１に記載された背面投射型表示装置を示した図である。スクリーン５近傍に光の輝度を検出するセンサー装置１９を設置し、検出された輝度センサー値を読み取ることで、投射レンズ鏡筒部２より拡大投影される画像の投射光１０がスクリーン５まで到達しているかを判断し、表示画面３が表示されているかの有無を検出する方法である。図１２は、スクリーン５の表示画面３より大きめに拡大投射（拡大投射光２０）し、表示画面３外にセンサー装置１９を設置する構成であり、表示画面３にセンサー装置１９によって影が表示されないように改善した背面投射型表示装置の構成である。図１３は、投射レンズ鏡筒部２の近傍にセンサー装置１９を設置する構成であり、設置制約を少なくした背面投射型表示装置の構成である。
【００２３】
以上のように、本発明の背面投射型表示装置の構成と従来技術における背面投射型表示装置の構成を比較すると、本発明の背面投射型表示装置のセンサー装置６は、輝度を検出するセンサー装置６を直接投射レンズ鏡筒部２に取り付ける構成であって、表示画面３のための投射光１０ではなく不要光１８の光およびスクリーン５からの光３０の輝度を検出するため、単純な構造で対応でき、設置制約が少ない。従って、スクリーン５の表示画面３にセンサー装置６の影が表示されることを容易に防ぐことができ、スクリーン５からセンサー装置６が離れて配置されているため外光からの影響も少なく、性能面および生産コストにおいても効果がある。
【００２４】
＜実施の形態２＞
図６は、本発明の実施の形態２におけるセンサー装置６を投射レンズ鏡筒部２に取り付けた図である。図７は、図６の断面図である。実施の形態１における背面投射型表示装置の構成では、背面投射型表示装置およびスクリーン５の設置場所によっては、外光１６の影響を受ける場合がある（後述する図８参照）。このため、本実施の形態の特徴は、センサー装置６が、基体部１５に対しスクリーン５の反対側の面に反射板１４を備え、表示画面反射光９の輝度を測定するセンサー１３を実施の形態１とは反対側に配設する点である。すなわち本実施の形態の背面投射型表示装置は、センサー１３が、スクリーン５に当たり反射する表示画面反射光９の輝度を反射板１４に反射させてセンサー１３が検出できるように構成したものである。
【００２５】
図８は、表示画面反射光９と外光１６を示した図である。図に示すように、表示画面反射光９は、センサー装置６のセンサー１３から見て、あらゆる方向から入ってくる光である。しかし、外光１６は、設置場所環境による照明光、窓などからの外光１６のため、入射する方向に偏りがある。従って、反射板１４の設置場所、大きさなどによって外光１６の影響をなくすことができる。また、背面投射型表示装置の設置場所において外光１６の影響が一定ならば外光１６の輝度値を考慮した計算方法によって計算すれば、外光１６の影響を受けずに表示画面３の有無を検出することが可能である。反射板１４は板金で作成し、アルミテープなどの反射素材を貼り反射板１４を形成してもよい。また、ステンレスのような反射しやすい材料で形成してもよい。また、反射量が必要な場合は、ガラスミラーなどを装着してもよい。
【００２６】
以上より、本発明の実施の形態２における背面投射型表示装置は、スクリーン５からの光の輝度を検出するセンサー１３を実施の形態１とは反対側に配設し、さらに表示反射光９を反射する反射板１４をさらに備えた構成である。従って、実施の形態１と同様の効果があり、さらに外光１６の影響を少なくすることができる。
【００２７】
＜実施の形態３＞
図９は、本発明の実施の形態３における投射レンズ鏡筒部２の構成を示した図である。基体部２１は投射レンズ鏡筒部２からの投射光の外縁を規定する遮蔽板１７（図５参照）を形成したものである。図１０は、本発明の実施の形態３における投射レンズ鏡筒部２の構成を示した図である。図９とは異なった構成を示した図であり、投射レンズ鏡筒部２からの投射光の外縁を規定する遮蔽板１７をさらに備えており、基体部２１は、遮蔽板１７の一部を形成した構成である。
【００２８】
以上より、本発明の実施の形態３における背面投射型表示装置は、実施の形態１または２の背面投射型表示装置に遮蔽板１７を備えた構成である。従って、実施の形態１，２と同様の効果があり、さらに不要な不要光１８を削除して、より性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１における背面投射型表示装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態１における投射レンズ鏡筒部を示した断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における投射レンズ鏡筒部を示した断面図である。
【図４】投射レンズから出射する光を示した図である。
【図５】遮蔽板を備える投射レンズ鏡筒部を示した断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２における投射レンズ鏡筒部の構成を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態２における投射レンズ鏡筒部を示した断面図である。
【図８】スクリーンから出射する表示反射光と外光を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態３における投射レンズ鏡筒部の構成を示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における投射レンズ鏡筒部の構成を示した図である。
【図１１】従来技術における背面投射型表示装置の構成を示した図である。
【図１２】従来技術における背面投射型表示装置の構成を示した図である。
【図１３】従来技術における背面投射型表示装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  光学装置、２  投射レンズ鏡筒部、３  表示画面、４  投射レンズ、５  スクリーン、６，１９  センサー装置、７，１１，１３  センサー、８，１２，１５，２１  基体部、９  表示画面反射光、１０  投射光、１４  反射板、１６  外光、１７  遮蔽板、１８  不要光、２０  拡大投射光、３０  スクリーンからの光。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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