JP5106249B2 - 背面投射型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、透過型スクリーンユニットの背面より投射ユニットからの映像を投射する背面投射型映像表示装置に関し、特に、このような背面投射型映像表示装置を複数配列し大型画面を構成するいわゆるマルチビジョン用のプロジェクターに好適なものである。

近年、監視やインフォメーション用途として大型ディスプレーが注目を浴びている。この種の大画面を形成する方法としては、複数の背面投射型映像表示装置（いわゆるリア投射型プロジェクター）を上下左右に組み合わせるマルチビジョンが一般的である。この背面投射型映像表示装置は背面に設置された投射ユニットからの映像を透過型スクリーンユニットに写し出す装置である。

従来のマルチビジョン型背面投射型プロジェクターとしては、例えば特許文献１に開示されるような構造がある。

即ち、特許文献１に開示の構造によれば、透過性のシート状部材を複数枚重ね合わせて構成されるスクリーン部材と、当該スクリーン部材の背面においてスクリーン部材を支持する支持体(遮光板)とスクリーン部材の背面に向けて映像を投影する投射ユニットを備え、スクリーン部材の側面に粘着テープを貼り付けることで、スクリーン部材を構成する複数枚のシート状部材同士を連結する構成が開示されている。なお、上述した複数枚のシート状部材としては、結像および拡散を目的とするレンチキュラーシート、および光源からの光を平行にするフレネルレンズを重ね、これらを機械的に補強する補強板をさらに重ねた構成となっている。

特開２０００−１６２７０９号公報

上記特許文献１に開示のコアユニットの構造によれば、樹脂製のレンチキュラーシート、フレネルレンズ等からなるスクリーン部材の外周に遮光性を有する樹脂製の保持部（遮光板）が接着もしくはテープで固定されている。そして、その保持部（遮光板）を金属製の構造体やフレーム部材等からなる支持枠体に取り付けてスクリーン部材を保持している。

特に、マルチ画面を用いる監視用途等では、複数個の上記のような映像表示装置（コアユニット）を縦横につなぎ合わせて大画面映像を表示している。この場合、各映像表示装置におけるスクリーン部材の４辺（上下左右）隅々まで映像を投射して大画面映像を映し出すので、各スクリーン部材による画面間の目地幅(映像の出ない幅）は極力小さくする必要がある。

そのため、各々のスクリーン部材自体の取付構造において、目地幅を少なくし、かつ保持強度の高い構造にできるかが、性能上要求されている。

また、樹脂製のスクリーン部材や保持部（遮光板）における線膨張係数は、金属製の支持枠体における線膨張係数よりも大きいため、倉庫での保管時や客先での使用環境変化（温度、湿度変化）が生じた際に、樹脂と金属との膨脹・収縮差による寸法変化の差（応力）が発生する。そして、その応力はレンチキュラーシートやフレネルレンズに反り、たわみの現象（スクリーンの映像劣化）として現れたり、保持部（遮光板）の接着剥がれやテープ剥がれまたは浮き等の保持強度欠陥として現れる。

この現象の影響を少なくするためには、保持部（遮光板）が環境変化に対応して自在に変化し、寸法差による応力を吸収することで、レンチキュラーシートやフレネルレンズへの影響を少なくし、かつ上記した保持強度欠陥を改善させることができる。

特に大型スクリーン（６７インチサイズや８０インチサイズ等）においては、低温と高温時での伸縮差は約７〜１０ｍｍと大きな寸法変化が発生している。そのため大型画面においては如何にしてこの寸法変化を吸収し、さらに機械的信頼性においても問題の無い構造にするかが要求されている。

そこで、本発明は、上記のような課題に鑑み、スクリーンユニットとスクリーンユニットを支持するスクリーン支持枠体との相互間における環境変化によって生じる応力を軽減することにより、スクリーンユニットの反りやたわみの軽減や、接着剥がれ不良等の改善を図った投射型映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数枚のスクリーン構成部材を重ね合わせて構成される透過型スクリーンユニットと、透過型スクリーンユニットをスクリーン保持部材を介して支持するスクリーン支持枠体と、透過型スクリーンユニットに映像を投射する投射ユニットを備え、投射ユニットから投射される映像を透過型スクリーンユニットの背面から投影する背面投射型映像表示装置において、前記スクリーン保持部材の一端部が前記スクリーン支持枠体の凹溝に挿入されて支持されると共に、スクリーン保持部材の他端部が前記透過型スクリーンユニットの周囲に接着されて、透過型スクリーンユニットが支持され、このスクリーン保持部材が可撓性を有し、前記スクリーン保持部材が、剛性を有する材料と柔軟性を有する材料との２種類の材料で形成されており、前記スクリーン保持部材における少なくともその内面側に柔軟性を有する材料が配設されており、前記スクリーン保持部材の前記一端部に、前記スクリーン保持枠体の前記凹溝内でネジ止めされるネジ止め固定部を備え、このネジ止め固定部はネジにより貫通されずに押し当てられて前記凹溝内に固定されると共に、前記ネジ止め固定部が柔軟性を有する材料で形成されていることを特徴とする。

本発明の投射型映像表示装置によれば、スクリーン保持部材の一端部がスクリーン支持枠体に支持されると共に、スクリーン保持部材の他端部が透過型スクリーンユニットの周囲に接着されて、透過型スクリーンユニットが支持されており、このスクリーン保持部材が可撓性を有する構造とされているため、使用環境や保管環境等の環境変化によって透過型スクリーンユニットとスクリーン支持枠体との相互間に、膨脹・収縮差による寸法変化の差（応力）が発生した場合であっても、可撓性を有するスクリーン保持部材のたわみ変形によってその寸法変化の差を有効に吸収することができ、その結果、環境変化によって生じる応力を軽減することができるため、スクリーンユニットの反りやたわみの軽減や、接着剥がれ不良等の改善を図ることができる。そのため、スクリーンユニットを安定して保持することができる。

＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１を図面に基づいて説明すると、図１は背面投射型映像表示装置１を上下左右に４台組み合わせて構成されたマルチビジョン用のいわゆるマルチプロジェクター２を示している。

各背面投射型映像表示装置１は、図２ないし図４にも示されるように、装置１の筐体を構成するキャビネット４、前面に配置される透過型スクリーンユニット５、透過型スクリーンユニット５の背面から映像を投射する投射ユニット６、外郭調整ユニット（図示省略）等を備えている。なお、投射ユニット６としては、背面投射型の映像表示機能を有する一般的に知られたものを適宜採用すればよい。

スクリーンユニット５は、光透過性の複数枚のシート状スクリーン構成部材を重ね合わせて構成されており、本実施の形態では、図３や図４に示されるように、最も前面側に配置されたレンチキュラーシート７と、このレンチキュラーシート７の背面側に重ねられたフレネルレンズ８とから構成されている。そして、これらレンチキュラーシート７やフレネルレンズ８は、例えば、アクリル樹脂で形成されている。

キャビネット４はアルミニウム等の金属材等によって形成されており、キャビネット４の開口側の端縁部には、アルミニウム等の金属材等によって形成されたスクリーン支持枠体９が矩形環状に備えられている。また、このスクリーン支持枠体９は、図３に示されるように、その前端部に凹溝部９ａがその周方向に沿って設けられた取付部９ｂが備えられている。

スクリーンユニット５は、スクリーン保持部材１０を介してスクリーン支持枠体９に支持されている。このスクリーン保持部材１０は遮光板としての機能を有し、図３に示されるように、スクリーン保持部材１０は、スクリーン支持枠体９の取付部９ｂの凹溝部９ａに挿入される一端部の基部１０ａと、スクリーンユニット５に当接して粘着シート１１によりスクリーンユニット５と接着される他端部のスクリーン取付部１０ｂと、基部１０ａとスクリーン取付部１０ｂとの間に位置する中間連結部１０ｃとを備えている。

また、前記スクリーン支持枠体９の取付部９ｂには、図４にも示されるように、固定ネジ１２のネジ軸が挿入される挿通孔９ｃが周方向に適宜間隔を有して複数形成されている。そして、スクリーン保持部材１０の基部１０ａが、取付部９ｂの凹溝部９ａに挿入された際、基部１０ａにおける挿通孔９ｃの位置に対応する部分に、ネジ止め固定部１０ｄが備えられている。

そして、本実施の形態においては、スクリーン保持部材１０における基部１０ａとスクリーン取付部１０ｂとが、剛性を有する材料として例えば、レンチキュラーシート７やフレネルレンズ８と同様なアクリル材料で形成され、中間連結部１０ｃとネジ止め固定部１０ｄとが、柔軟性を有する材料として例えば、柔軟性に富んだ弾性エラストマー材料で形成されている。このようなスクリーン保持部材１０は、例えば、アクリル材料とエラストマー材料を用いて同時に押出成型する２色成型により製造すればよい。

また、本実施の形態においては、図３に示されるように、中間連結部１０ｃが、スクリーン保持部材１０の内面側に露出する面積の略全域にわたって配設された構造とされている。なお、この断面形状は、上下、左右の４辺共に同一な形状とされている。

前記粘着シート１１は、片面に粘着層を備えており、図３や図４に示されるように、互いに重ねられたレンチキュラーシート７とフレネルレンズ８、およびフレネルレンズ８に当接されたスクリーン保持部材１０の外周面にまたがって粘着層を介して粘着シート１１が接着される構造とされている。

また、各固定ネジ１２が取り付けられる位置に対応して、適宜幅を有する板金材を適宜折曲形成してなるスクリーン保持金具１３がそれぞれ備えられている。そして、各スクリーン保持金具１３は、図３に示されるように、一端部がスクリーンユニット５の前面側端縁に係止状態として、他端部が固定ネジ１２により基部１０ａと共に取付部９ｂに共締めされる構造とされている。

例えば、本実施の形態では、スクリーン保持金具１３は、スクリーンユニット５の上部および下部でそれぞれ３個所位置、左右の側部でそれぞれ１個所取り付けられる構造とされている。また、この各スクリーン保持金具１３の取付位置は、上部と下部で互いにそれぞれ左右方向に位置ズレした位置とされ、左右の側部で互いにそれぞれ上下方向に位置ズレした位置とされることが好ましい。即ち、各背面投射型映像表示装置１を図１に示されるように、上下左右に並べて配置した際に、互いのスクリーン保持金具１３が位置ズレして重ならないため、各背面投射型映像表示装置１における各スクリーンユニット５相互間の間隔である目地幅ＷＡ，ＷＢをより狭くすることができる。

そして、このような垂直方向や水平方向の目地幅ＷＡ，ＷＢは、各スクリーンユニット５を保持するための粘着シート１１、スクリーン保持金具１３の厚み、および透過型スクリーンユニット５の温度・湿度等の環境変化に起因する寸法変化を考慮して決定される伸縮裕度を含むように設定されている。

本実施の形態は以上のように構成されており、使用環境や保管環境において温度・湿度等の環境変化により、スクリーンユニット５とスクリーン支持枠体９との相互間に、膨脹・収縮差による寸法変化の差（応力）が発生した場合であっても、スクリーンユニット５を保持するスクリーン保持部材１０が中間連結部１０ｃによって可撓性を発揮し、また、各スクリーン保持金具１３もたわみ変形可能であるため、スクリーン保持部材１０やスクリーン保持金具１３の上下左右方向に追従するたわみ変形によってその寸法変化の差を有効に吸収することができる。これにより、環境変化によって生じる応力を軽減することができるため、スクリーンユニット５におけるレンチキュラーシート７やフレネルレンズ８の反りやたわみの軽減や、粘着シート１１の接着剥がれ不良等の改善を図ることができる。ここに、スクリーンユニット５を安定して保持することができる利点がある。

また、スクリーン保持部材１０を剛性を有する材料と柔軟性を有する材料で２色成型した構成としているため、剛性を有する材料からなる基部１０ａおよびスクリーン取付部１０ｂでスクリーンユニット５の保持強度を安定に保ち、かつ柔軟性を有する材料からなる中間連結部１０ｃで温度・湿度等の環境変化により発生するスクリーンユニット５の収縮・膨張に対して柔軟に追従して対応でき、接着剥がれ等の問題が有効に解消できる。

さらに、図３に示されるように、スクリーン保持部材１０における内面側に露出する部分の略全域にわたって、柔軟性を有する材料からなる中間連結部１０ｃが配置された構造とされているため、投射ユニット６から投射される光でスクリーン保持部材１０に当たって画面上に反射する光（不要光）に対して、拡散・減衰させる効果を発揮でき、スクリーンユニット５による映像性能の向上が図れる利点がある。

また、スクリーン保持部材１０におけるネジ止め固定部１０ｄが柔軟性を有する材料で成型されており、固定ネジ１２をネジ止め固定部１０ｄに直接、食い込ませてネジ止め固定して、スクリーン保持部材１０をスクリーン支持枠体９に固定する構造としているため、ネジ止め用の穴あけ加工が不要となり、製造コスト削減が図れる利点がある。

さらに、スクリーン保持部材１０の基部１０ａを、スクリーン支持枠体９における取付部９ｂの凹溝部９ａに嵌め込んで挿入した状態で、固定ネジ１２により固定する構造としているため、組み立ても容易となり、温度・湿度等の環境変化により発生するスクリーン保持部材１０の収縮・膨張に対して、スクリーン保持部材１０における波打ち現象も有効に抑制でき、この点からもスクリーンユニット５を安定的に保持できる。

＜その他の実施の形態＞
上記実施の形態１においては、基部１０ａとスクリーン取付部１０ｂを剛性を有する材料で形成し、中間連結部１０ｃを柔軟性を有する材料で形成した構造を示しているが、スクリーン保持部材１０の全体にわたって薄肉状として剛性を有する材料で形成し、その内面側に補強のために所定厚みを有する柔軟性を有する材料、例えばエラストマー材料を配設した構造としてもよい。この場合においても、機械的強度が確保できると共に柔軟性も確保できる。

また、本発明は、各部の具体的構成に限られるものでなく,本発明の趣旨を逸脱しない範囲にて種々変形が可能である。

さらに、本発明の活用例として、背面投射型映像表示装置のスクリーン構成において複数枚のスクリーン構成部材を使用して透過型スクリーンユニットをなす装置におけるスクリーン機構に関し、そのスクリーンユニット間の密着性能と平面度性能を必要とするその他の映像表示装置に適用できる。

本発明に実施の形態１に係る背面投射型映像表示装置を組み合わせた概略外観斜視図である。 背面投射型映像表示装置を拡大して示す外観斜視図である。 図１におけるＳ１−Ｓ１位置もしくはＳ２−Ｓ２位置における断面拡大図である。 要部の分解斜視図である。

符号の説明

１ 背面投射型映像表示装置、２ マルチプロジェクター、５ スクリーンユニット、６ 投射ユニット、７ レンチキュラーシート、８ フレネルレンズ、９ スクリーン支持枠体、１０ スクリーン保持部材、１０ａ 基部、１０ｂ スクリーン取付部、１０ｃ 中間連結部、１０ｄ ネジ止め固定部、１１ 粘着シート、１２ 固定ネジ、１３ スクリーン保持金具。

Claims (1)

1. 複数枚のスクリーン構成部材を重ね合わせて構成される透過型スクリーンユニットと、透過型スクリーンユニットをスクリーン保持部材を介して支持するスクリーン支持枠体と、透過型スクリーンユニットに映像を投射する投射ユニットを備え、投射ユニットから投射される映像を透過型スクリーンユニットの背面から投影する背面投射型映像表示装置において、
   前記スクリーン保持部材の一端部が前記スクリーン支持枠体の凹溝に挿入されて支持されると共に、スクリーン保持部材の他端部が前記透過型スクリーンユニットの周囲に接着されて、透過型スクリーンユニットが支持され、このスクリーン保持部材が可撓性を有し、
   前記スクリーン保持部材が、剛性を有する材料と柔軟性を有する材料との２種類の材料で形成されており、
   前記スクリーン保持部材における少なくともその内面側に柔軟性を有する材料が配設されており、
   前記スクリーン保持部材の前記一端部に、前記スクリーン保持枠体の前記凹溝内でネジ止めされるネジ止め固定部を備え、このネジ止め固定部はネジにより貫通されずに押し当てられて前記凹溝内に固定されると共に、前記ネジ止め固定部が柔軟性を有する材料で形成されていることを特徴とする背面投射型映像表示装置。

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