JPH04120884A - 大画面デイスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光透過形ディスプレイ装置を複数（１Ｍ用い
て大画面を形成する大画面ディスプレイ装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、ディスプレイ装置に対する大画面化と薄形化の要
求が強く、特に、薄形化に最適な液晶表示装置等の光透
過形ディスプレイ装置の応用製品が幾つか提案されてい
る。

例えば、特開昭６１−１３８２８８号公報には、第１１
図ムこ示すような構成の大画面ディスプレイ装置が提案
されている。以下、これについて簡単に説明する。但し
、同図において、１′は光源、４′は光透過形ディスプ
レイ装置、６′はスクリーンである。

各光源１′からの発散光は夫々対向する光透過形ディス
プレイ装置４′に照射され、光透過形ディスプレイ装置
４′に表示される画像が拡大されてスクリーン６′に投
影される。スクリーン６′上に拡大されて投影された各
画像はつなぎ合わされ、これにより、大画面が得られる
。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 ところで、上記従来技術では、光源からの光は光透過形
ディスプレイ装置の周辺程斜めに照射する。このため、
各光透過形ディスプレイ装置の画面の周辺で色むらや輝
度むら（照度むら）が生じる。その結果、スクリーン上
に表示された拡大画面にも色むらや輝度むら（照度むら
）が生じ、不自然な画面となる。

また、光透過形ディスプレイ装置毎に光源が１個ずつ必
要とするため、大画面になる程光源の数が多くなり、消
費電力や光源取付は交換等の点で配慮すべき課題があっ
た。　本発明の目的は、かかる問題点を解消し、色むら
や輝度むらがなく、かつ、光源の個数を低減した薄形の
大画面ディスプレイ装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、スクリーン上の拡大画面に
光透過形ディスプレイ装置からの画像のつなぎ目が現わ
れない高画質な大画面ディスプレイ装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、スクリーンと該
スクリーンに拡大画像を投写する複数個のユニットディ
スプレイ装置とでなる大画面ディスプレイ装置において
、該ユニットディスプレイ装置は、光源からの光の方向
を変えるミラーと、該ミラーからの光を平行光束とする
第１のレンズ群と、画像を表示し該平行光束が照射され
る光透過形ディスプレイパネルと、該光透過形ディスプ
レイパネルを透過した光束を発散させて該スクリーンに
投写する第２のレンズ群とで構成し、かつ、隣接する２
つの該ユニットディスプレイ装置の該ミラーに１つの光
源からの光が照射されるようにする。

また、本発明は、該光源を光軸方向に移動させる第１の
移動手段を設ける。

さらに、本発明は、光透過形ディスプレイパネルを上下
、左右に移動させる第２の移動手段を設ける。

さらに、本発明は、ミラーの傾き角を変化させる角度調
整手段を設ける。

〔作用〕 第１のレンズ群からの平行光束は光透過形ディスプレイ
パネルの画像表示面に垂直に照射されて透過し、第２の
レンズ群で発散してスクリーン上に照射される。この光
の発散により、光透過形ディスプレイパネルに表示され
た画像は拡大されてスクリーン上に表示されるが、この
とき、光透過形ディスプレイパネルの表示面全体にわた
って平行光束が垂直に照射されるから、スクリーン上の
拡大画像には、色むらや輝度むらが生じない。しかも、
光源は、ミラーを設けていることにより、２つのユニッ
トディスプレイ装置に共用されるから、光源の個数はユ
ニットディスプレイ装置の個数の２倍となるし、大画面
ディスプレイ装置自体の奥行きも小さくできる。

また、第１の移動手段で光源を光軸方向に移動させるこ
とにより、スクリーン上での拡大画像の大きさを変化さ
せることができる。したがって、この第１の移動手段に
より、ユニットディスプレイ装置毎の拡大画像の大きさ
のバラツキを補正することができる。

さらに、第２の移動手段で光透過形ディスプレイパネル
を移動させることにより、スクリーン上の拡大画像を上
下、左右に移動させることができる。したがって、第２
の移動手段により、スクリーン上での各拡大画像の位置
調整が可能となる。

さらに、角度調整手段でミラーの傾き角を変化させるこ
とにより、レンズ群やスクリーンなどに対する光軸の角
度を変化させることができる。したがって、角度調整手
段により、レンズ群やスクリーンなどの偏心や倒れなど
による画面の台形状の歪みをなくすことができる。

そして、かかる第１．第２の移動手段、角度調整手段の
作用により、各ユニットディスプレイ装置からの拡大画
像がバランスがとれたものとなって、これら拡大画像が
、つなぎ目が現われることなく、つなぎ合わされ、良好
な大画面が得られることになる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による大画面ディスプレイ装置の一実施
例の一部分を拡大して示す断面図であって、■は光源、
２はミラー、３はレンズ群、４は光透過形ディスプレイ
パネル、５はレンズ群、６はスクリーン、７はユニット
ディスプレイ装置、８．９は移動手段、１０は角度調整
手段である。

同図において、この実施例は二点鎖線で囲んで示す複数
個のユニットディスプレイ装置７と夫々のユニットディ
スプレイ装置７全てに対向するスクリーン６とで構成さ
れている。これらユニットディスプレイ装置７は、たと
えば第２図に示すように、上下に６個ずつ、左右に８個
ずつとマトリクス状に配置されている。

各ユニットディスプレイ装置７はミラー２、レンズ群３
，５および光透過形ディスプレイパネル４とで構成され
ており、ミラー２が光源１からの光を反射してレンズ群
３の方向に光の方向を変えるようにしているため、隣り
合う２つのユニットディスプレイ装置７で１つの光源１
が共用される。

光−ｔｌ、１にはハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ等の高輝度ランプを使用する。ミラー２は光源１とレ
ンズ群３の中間に配置され、光源１からの光の方向をほ
ぼ９０°変える。レンズ群３は正の屈折力を有する１枚
のレンズで構成されており、光源１からの拡散する光を
平行光束にする。光透過形ディスプレイパネル４には有
効画面サイズが対角でたとえば５インチのカラー液晶表
示パネルが用いられる。レンズ群５は負の屈折力を有す
る１枚のレンズで構成されており、光透過形ディスプレ
イパネルを透過した平行光束を発散させる。

スクリーン６はフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ
などの微細レンズ素子や拡散板などが多数配列されて構
成されている。

各ユニットディスプレイ装置７では、光源１がレンズ群
３の光源１側の主点位置近傍に配置されており、光源１
から出射した発散光はミラー２で略９０°方向が曲げら
れ、レンズ群３を通過してほぼ平行な光束となる。この
平行光束は光透過形ディスプレイパネル４ｒ／こほぼ垂
直に照射され、これによって色むら、輝度むらのない画
面を得ている。

光透過形ディスプレイパネル４を通過した平行光束はレ
ンズ群５により発散し、スクリーン６に照射される。こ
れにより、スクリーン６上には光透過形ディスプレイパ
ネル４の画像が拡大されて表示される。

以上のように、レンズ群３によって平行光束が得られ、
これが光透過形ディスプレイパネル４にほぼ垂直に照射
されるので、スクリーン６上に表示される光透過形ディ
スプレイパネル４の拡大画像には、色むらや輝度むらが
ない。

ここで、光透過形ディスプレイパネル４として画面サイ
ズが対角で５インチのカラー液晶表示パネルを用い、こ
のカラー液晶表示パネルの画像をレンズ群５により約３
倍に拡大すると、スクリーン６上では画面サイズが対角
で１５インチの画面が得られる。そこで、第２図に示す
ように、ユニットディスプレイ装置７を上下に６個ずつ
、左右に８個ずつ配列した、全体として４８個のユニッ
トディスプレイ装置７を用いると、スクリーン６上には
画面サイズが対角で１１０インチ（画面アスペクト比１
６：９）の大画面が得られる。また、奥行きも６０〜７
０印と超薄形とすることができる。

第１図にもどって、各党＃１には移動手段９が設けられ
ており、この移動手段９により、光源１をミラー２の方
向の光軸に沿って移動させることができる。光源１を一
方のユニットディスプレイパネル７側（矢印Ｐ１）に移
動させると、このユニットディスプレイ装置７の画像の
倍率が小さくなり、他方側のディスプレイ装置７の画像
の倍率が大きくなる。これにより、スクリーン６上での
各ユニットディスプレイ装置７の拡大画像の大きさのバ
ラツキをなくすことができる。

各光透過形ディスプレイパネル４には移動手段９が設け
られており、この移動手段９により、光透過形ディスプ
レイパネル４をスクリーン６に平行な面上で上下、左右
に移動させることができる。

これにより、スクリーンＧ上での各光透過形ディスプレ
イパネル４の拡大画像のつなぎ目を合わせることができ
る。

各ミラー２には角度調整手段１０が設けられており、こ
の角度調整手段１０により、ミラー２の角度を変化させ
て光源１からの光の方向を調整できる。

これによると、スクリーン６やレンズ群３の倒れ、レン
ズ群３や光源１などの偏心などによるスクリーン６上で
の拡大画像の台形歪などを補正ｌすることができる。

第３図（ａ）は光源１を上下方向に隣接する２つのユニ
ットディスプレイ装置７に共用する場合のスクリーン６
上の互いに接する４個の拡大画像と光６ｔＡＩとの位置
関係を示す。

同図において、ｌ、は上下の拡大画像のつなぎ目線、７
！２は左右の拡大画像のつなぎ目線であり、Ｗは各拡大
画像の横幅である。上記のように、拡大画像の画面サイ
ズが対角で１５インチのとき、Ｗは１２インチ（約３０
５ｎ）である。また、ｍｍ２は画面横幅Ｗの中心線であ
る。

ここで、光源１が上下方向に隣接した２つのユニットデ
ィスプレイ装置７で共用するものとすると、図示するよ
うに、光源１はつなぎ目回線βを含む平面と中心線ｍ１
を含む平面やｍ２を含む平面との交線上に配置される。

第３図（ｂｌは光源１を左右方向に隣接する２つのユニ
ットディスプレイ装置７に共用する場合のスクリーン６
上の互いに接する拡大画像と光源１との位置関係を示し
、第３図（ａｌに対応する一部分には同一符号をつけて
いる。

第３図（ｂ）において、Ｈは拡大画像の縦幅であり、上
記の場合、Ｈ＝９インチ（約２２９ｍ）である。

ｎ、、ｎ２は画面縦幅Ｈの中心線である。

この場合、図示するように、光源１はつなぎ目線７！２
を含む平面と中心線ｎ、を含む平面や中心線ｎ２を含む
平面との交線上に配置される。

このように、光源１をどのように配置しても、スクリー
ン６上に拡大画像が得られることになるが、光源１とし
ては２つのユニットデイスフ’　ｌ／イ装置７当り１個
用いられるので、光＃ｉ１の使用個数はユニットディス
プレイ装置７の台数の２とな−り、従来技術に比べて半
減する。

第４図は第１図における移動手段８の一具体例を示す斜
視図であって、１１は基板、１２は移動ステージ、１３
はモータ、１４は光軸である。

同図において、移動ステージ１２は基板１１に上記の光
軸１４に沿って摺動可能に連結されるとともに、光源１
を、その発光部が光軸１４に位置するように、搭載して
いる。モータ１３はその回転駆動軸が移動ステージ１２
に連結されている。このモータ１３の回転により、移動
ステージ１２は光軸１４に沿うＰ−Ｐ　’方向にスライ
ドし、光源１を光軸１４に沿ってスライドさせる。例え
ば、光源１がＰ′方向にスライドすると、Ｐ′方向にあ
るユニットディスプレイ装置７の画像倍率が小さくなり
、同時に隣接する他方の（Ｐ方向にある）ユニットディ
スプレイ装Ｗ７の画像倍率が大きくなる。

第５図は第１図における移動手段９の一具体例を示す要
部断面図であって、１５．１６は基板、１７゜１８は移
動ステージである。

同図において、基板１５．１６、移動ステージ１７１８
には、共に光透過形ディスプレイパネル４の有効画面の
大きさ相当の開口窓を設けである。いま、紙面に垂直な
方向をＸ軸方向、紙面上縦方向をＹ軸方向、横方向をＸ
軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸がなす平面上に光透過形ディス
プレイパネル４が配置されているとすると、移動ステー
ジ１７は基板１６にＸ軸方向にスライド可能に連結され
、移動ステージ１８は移動ステージ１７にＹ軸方向にス
ライド可能に連結されている。光透過形ディスプレイパ
ネル４はこの移動ステージ１８に固定されており、これ
ら移動ステージ１７．１８がそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方
向にスライドすると、光透過形ディスプレイパネル４も
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動する。この結果、光透過形デ
ィスプレイパネル４の拡大画像もスクリーン６上でＸ軸
方向、Ｙ軸方向に移動する。

移動ステージ１７．１８のかかるスライドは、ステッピ
ングモータ等のモータ駆動により行なう。

そこで、スクリーン６上の画面状況を見ながら、移動ス
テージ１７．１．８をスライドさせることにより、光透
過形ディスプレイパネル４の拡大画面間のつなぎ目を整
合させることができる。

第６図は第１図における角度調整手段１０の一具体例を
示す斜視図であって１９ば基板、２０はミラー取付台、
２１は調節棒、２２は連結軸である。

同図において、ミラー２はミラー取付台２０に固着され
、ミラー取付台２０は、連結軸２２と調節棒２１とによ
り、基板１９に連結されている。調節棒２１を回転また
は押引などすることにより、ミラー取付台２０は連結軸
２２を中心として回動し、その角度αを変えることがで
きる。

第７図は第１図におけるユニットディスプレイ装置７で
のレンズ構成を示したものであって第１図に対応する部
分には同一符号をつけている。

同図において、Ｓ、は光源１が位置する光軸１４に垂直
な面、Ｓｚ、Ｓｚは夫々レンズ群３の光源１側、スクリ
ーン６側のレンズ面、Ｓ４は光透過形ディスプレイパネ
ル４の面、Ｓ５．Ｓｂは夫々レンズ群５の光ｓｉ側、ス
クリーン６側のレンズ面、Ｓ７はスクリーン６に相当す
るダミー面である。

次に、光源１側より順に第ｉ番目の面Ｓ、の曲率半径を
Ｒ８１面Ｓ、から次の面５８４１までの間の光軸上の距
離をＤ８．光源１側より順に第ｉ番目の面と第ｉ＋１番
目の面との間の媒質のｄ線での屈折率をＮ、、光源１と
スクリーン６との間の距離Ｌレンズ群５による拡大倍率
Ｍ、先光透過形イスプレィパネル４のを効表示部の対角
サイズをり。とし、上記のように拡大画像を得る場合の
Ｒ，、Ｄ。

Ｎ、、Ｌ、Ｍ、ｈｏの具体的な数値例を示す。

〈数値例〉 Ｌ　＝　６２９１ｍ、　　Ｍ　＝　３　、　　　ｈ　ｏ
　＝　５インチ５ｉＲ４（鶴）　Ｄエ　（龍）　　Ｎｉ
ただし、Ｒ８は曲率中心がスクリーン６側であるものを
正とした。

なお、ミラー２は、省略されであるが、光ａ１から距離
１１４．３ｎの光軸上にθ−４５°傾けて配置されてい
る。この大画面ディスプレイ装置の奥行きはミラー２か
らスクリーン６までの距離Ｌ１が支配的となるが、この
場合にはＬ　＋　＝６２９−１１４．３＃　５１５ｍｍ
となって薄形化が可能である。

次に、スクリーン６上に表示されるユニットディスプレ
イ装置７の拡大画面間の整合、すなわち、画面つなぎ目
調整について説明する。

第８図は、第５図に示した移動手段９により、光透過形
ディスプレイパネル４をＸ軸方向（第５図）にΔＸ移動
させたときの、スクリーン６上での拡大画像のＸ軸方向
への移動量ΔＸ′を示す。

ユニットディスプレイ装置７の画像全体をシフトするの
に、光透過形ディスプレイパネル４を所望の方向にシフ
トすればよいことがわかる。

第９図は、第４図に示した移動手段８により、光源１を
光軸に沿ってＸ軸方向に移動させたときの拡大画像の大
きさの変化を示し、スクリーン６上の画像高さΔＹ′で
あられしている。レンズ群３．５の製作バラツキから発
生する光学的パワーのバラツキ、組立取付時のレンズ群
３と光透過形ディスプレイパネル４との間の距離、光透
過形ディスプレイパネル４とレンズ群５との間の距離の
設定誤差等から生ずるユニットディスプレイ装置７間の
倍率バラツキ（画像大きさのバラツキ）を吸収するのに
有用である。

第１０図は、第６図に示した角度調整手段１０により、
ミラー２の傾き角度を変えたときのスクリーン６上の台
形歪の変化を示す。この台形歪はスクリーン６の倒れや
レンズ群３の倒れ、光−８１の偏心（光軸からの偏り）
などによっても発生するが、このミラー２の傾き角だけ
で補正できる。

なお、ユニットディスプレイ装置７の画面アスペクト比
が４＝３であっても、縦、横の配列数を選ぶことにより
、アスペクト比１６：９のワイドな大画面が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、画像を表示する
光透過形ディスプレイパネルに垂直に平行光束を照射す
るので、スクリーン上に投写される拡大画像には色むら
や輝度むらがなくなるし、各ユニットディスプレイ装置
にミラーを設けて光源からの光を反射して光透過形ディ
スプレイバネルに照射するようにしているため、隣り合
う２つのユニットディスプレイ装置で１つの光源を共用
でき、光源の個数を半減して消費電力の低減、光源の取
付け／交換作業の軽減や装置の薄形化などが達成できる
。

また、光源の移動手段によってスクリーン上での各拡大
画像の大きさのバラツキを調整できるし、光透過形ディ
スプレイパネルの移動手段によってスクリーン上の各拡
大画像の位置調整が可能となるし、ミラーの角度調整手
段によってスクリーン上の各拡大画像の図形歪みをなく
すことができ、これによって、スクリーン上では、つぎ
目なく各拡大画像がつなぎ合わされて良好な拡大画像が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による大画面ディスプレイ装置の一実施
例の一部を拡大して示す断面図、第２図はこの実施例で
の複数のユニットディスプレイ装置の配置例を示す斜視
図、第３図（ａｌ、　（ｂ）は夫々第１図におけるスク
リーン上の拡大画像と光源との位置関係を示す図、第４
図は第１図における光源の移動手段の一興体例を示す斜
視図、第５図は同しく光透過形ディスプレイパネルの移
動手段の一興体例を示す断面図、第６図は同じくミラー
の角度調整手段の一興体例を示す斜視図、第７図は第１
図に示した実施例のレンズ構成を示す図、第グ図は第１
図における光透過形ディスプレイパネルの移動量とスク
リーン上の拡大画像の移動量との関係を示す特性図、第
９図は第１図における光源の移動量とスクリーン上での
拡大画像の大きさの変化量との関係を示す特性図、第１
０図は第１図におけるミラーの傾き角の変化量に対する
スクリーン上での拡大画像の台形歪の変化を示す特性図
、第１１図は従来の大画面ディスプレイ装置の一例の一
部を拡大して示す断面図である。 ■・・・・・・光源、２・・・・・・ミラー、３・・・
・・・レンズ群、４・・・・・・光透過形ディスプレイ
パネル、５・・・・・・レンズ群、６・・・・・・スク
リーン、７・・・・・・ユニットディスプレイ装置、８
，９・・・・・・移動手段、１０・・・・・・角度調整
手段。 第 Ｓ 図 第２図 第３図 ＬＬ−Ｘ ツ バ 第３図 第４ 図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スクリーンと、該スクリーンから同じ距離隔てて上
   下、左右に所定個数ずつ配置され夫々拡大画像を該スク
   リーンに投写する複数個のユニットディスプレイ装置と
   からなり、該ユニットディスプレイ装置からの拡大画像
   を該スクリーン上につなぎ合わせて表示するようにした
   大画面ディスプレイ装置であつて、 隣り合う２個の該ユニットディスプレイ装置を組として
   該各組毎に１個ずつ光源を設け、かつ、該ユニットディ
   スプレイ装置は、 該光源からの光の方向を変えるミラーと、 該ミラーからの光を平行光束とする第１のレンズ群と、 画像を表示し、該第１のレンズからの平行光束が照射さ
   せる光透過形ディスプレイパネルと該光透過形ディスプ
   レイパネルを透過した該平行光束を発散させて該スクリ
   ーンに投射する第２のレンズ群とからなり、 該光源からの光を該組となる２個のユニットディスプレ
   イ装置の該ミラーに夫々照射するようにしたことを特徴
   とする大画面ディスプレイ装置。 ２、請求項１において、 前記組となる２個のユニットディスプレイ装置は、上下
   に隣接する２個の前記ユニットディスプレイ装置である
   ことを特徴とする大画面ディスプレイ装置。 ３、請求項１において、 前記組となる２個のユニットディスプレイ装置は、左右
   に隣接する２個の前記ユニットディスプレイ装置である
   ことを特徴とする大画面ディスプレイ装置。 ４、請求項１、２または３において、 前記光源を光軸方向に移動させる第１の移動手段を設け
   、 前記スクリーン上に表示される前記ユニットディスプレ
   イ装置の拡大画像の大きさを調整可能に構成したことを
   特徴とする大画面ディスプレイ装置。 ５、請求項１、２、３または４において、 前記光透過形ディスプレイパネルを上下、左右に移動さ
   せる第２の移動手段を設け、 前記ユニットディスプレイ装置の拡大画像の前記スクリ
   ーン上での表示位置を調整可能に構成したことを特徴と
   する大画面ディスプレイ装置。 ６、請求項１、２、３、４または５において、前記ミラ
   ーの傾き角を変化させる角度調整手段を設け、 前記スクリーン上に表示される前記ユニットディスプレ
   イ装置の拡大画像の図形歪を補正可能に構成したことを
   特徴とする大画面ディスプレイ装置。