JP2007240993A - 背面投射型表示装置及び透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】透過型スクリーンに背面側から映像を投射して表示する背面投射型表示装置において、レンズシートの皺や弛みの発生が確実に抑えられ、画質の低下を確実に防止できる透過型スクリーンを提供する。
【解決手段】透過型スクリーンに備えられるレンズシート７において、このレンズシート７の横辺及び縦辺に沿って設けられた複数点の穴８に、レンズシート７の周囲に架設される紐９を通し、この紐９によってレンズシート７を上下方向及び左右方向に引っ張ることにより、レンズシート７の平面形状を確実に維持する構造とする。さらに、レンズシート７を紐９で引っ張ることによって穴８の部分から発生する皺を抑えるために、レンズシート７に枠体１３を押し当てる構造とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、透過型スクリーンに背面側から映像を投射して表示する背面投射型表示装置及びこの背面投射型表示装置に用いられる透過型スクリーンに関する。

一般に背面投射型表示装置は、装置本体の前面に設置される透過型スクリーンに、その背面側に設置される映像投射装置から映像を投射して表示する構成を有している。そしてこの背面投射型表示装置に用いられる透過型スクリーンでは、所望の画像表示性能を得るために、レンチキュラーレンズシートやフレネルレンズシート等のレンズシートが使用されている。

このようなレンズシートは、それ自体の剛性が低いため、所定の平面形状を維持するための手段が必要となる。従来は、このレンズシートを剛体である樹脂成型板やガラス板に貼り合わせることで平面形状を維持するようにしている。

ところが、この構成では、樹脂成型板やガラス板を用いることでスクリーン全体の重量が増加し、スクリーンを支持するフレームに大きな剛性が必要となって材料費が高価となりやすく、またフレーム厚みが大きくなってデザイン上の制約を受けるなどの欠点を有していた。

そこで、樹脂成型板やガラス板を用いることなくレンズシートの平面形状を維持できる透過型スクリーンとして、従来例えば下記の特許文献１に開示されるような構成のスクリーンが提案されている。即ちこの特許文献１に記載のスクリーンは、レンズシートの少なくとも一辺に固着されたリブと、レンズシートの周縁部に配置された枠体に固着されたブラケットと、リブとブラケットとの間に両者を離反するように復元力を作用させる弾性体とを備え、この弾性体によってレンズシートを引っ張るようにして支持することを特徴としている。
特開平７−９２５６５号公報

しかしながら、このような特許文献１に記載のスクリーンは、レンズシートを一方向にのみ引っ張るようにしているので、経年変化や環境変化によるレンズシートの伸縮や変形に対応することができず、その結果、レンズシートに皺や弛みが発生し、画像の歪みやフォーカスの悪化等、画質の低下を招く要因となっていた。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、レンズシートの皺や弛みの発生が確実に抑えられ、画質の低下を確実に防止できる透過型スクリーンを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、装置本体の前面に設置される透過型スクリーンと、装置本体の内部に設置され、透過型スクリーンに背面側から映像を投射する映像投射装置と、を備えて構成される背面投射型表示装置において、透過型スクリーンは、レンズシートを備え、このレンズシートの横辺及び縦辺に沿って設けられた複数点の引っ張り部を、レンズシートの周囲に設けられる引っ張り手段によって夫々上下方向及び左右方向に引っ張る構造としたことを特徴とするものである。

この透過型スクリーンにおいて引っ張り手段としては、レンズシートの周囲に架設される紐が好適に用いられる。

またこの透過型スクリーンにおいてレンズシートは、複数点の引っ張り部として穴が設けられ、この穴に紐を通して引っ張られる構造とすることが好ましい。

またこの透過型スクリーンにおいて紐は、これに接続される弾性体によってレンズシートに対する引っ張り力を付与されるか、あるいは紐自身に弾性を持たせることによりレンズシートを引っ張る構造とする。

そしてさらにこの構成において透過型スクリーンは、レンズシートにおける引っ張り部より内側の部分に、引っ張り部から生じる皺を抑えるための枠体を押し当てて構成されるものとする。

本発明においては、レンズシートの横辺及び縦辺に沿って設けられた複数点の引っ張り部を、レンズシートの周囲に設けられる引っ張り手段によって夫々上下方向及び左右方向に引っ張る構造としたことで、経年変化や環境変化によってレンズシートに伸縮や変形が生じても、それを効果的に吸収して矯正することができ、その結果、レンズシートは皺や弛みの発生が抑えられ、安定した平面形状を維持することが可能となる。さらに本発明では、レンズシートにおける引っ張り部より内側の部分に枠体を押し当てることにより、引っ張り部から生じる皺が抑えられるので、レンズシートの平面形状を一段と安定した状態に維持することができる。これによって本発明では、画像の歪みやフォーカスの悪化等の画質の低下を確実に防止することが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される背面投射型表示装置(リアプロジェクションディスプレイ装置)の外観を示す斜視図、図２はその内部構成を示す側面図である。

図１に示すように、この背面投射型表示装置１は、装置本体２の前面に透過型スクリーン５を有し、この透過型スクリーン５にその背面側から映像を投射して表示するものである。即ち、図２に示す如く、装置本体２の内部には映像投射装置(ビデオプロジェクタ)３が設置されており、この映像投射装置３から出射された映像光Ｌを反射ミラー４で反射して透過型スクリーン５に投射する構造としている。

透過型スクリーン５は、光を収束させるフレネルレンズ板６と、光を画面全体に均一に配分してコントラストを付けるレンチキュラーレンズシート７と、を並設して構成される。ここでフレネルレンズ板６は、樹脂成形板またはガラス板を基板とし、これにフレネルレンズシートを貼り合わせたものが用いられる。一方、レンチキュラーレンズシート７は、フレネルレンズ板６のような基板を用いることなく、シートのままの状態で設置され、これによってスクリーン５の薄型化及び軽量化を実現している。

この構成においてレンチキュラーレンズシート７は、透過型スクリーン５の良好な映像表示性能を確保するために、安定した平面形状を維持する必要がある。そのため本例の透過型スクリーンでは、次のような構成が採用されている。

図３はレンチキュラーレンズシート７を前方から見た平面図である。ここで示す如くレンチキュラーシート７は、横長の四辺形に形成された樹脂シートによりなり、その外周部には、上下の横辺及び左右の縦辺に沿って、複数点の引っ張り部としての穴８がほぼ等間隔で開設されている。ここでレンチキュラーレンズシート７の基材には、環境変化による変形や歪みが発生しにくい材料として、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＰ、ＰＳ、ＡＢＳなどの樹脂材料が好適に用いられる。

そしてこの構成では、上記複数点の穴８を通すようにしてレンチキュラーレンズシート７の周囲に架設された引っ張り手段としての紐９によってレンチキュラーレンズシート７を上下方向及び左右方向に引っ張る状態でフレーム１０に取り付ける構造としている。フレーム１０には、レンチキュラーレンズシート７の穴８に対応する複数のピン１１が立設されており、上記穴８に通した紐９をこのピン１１に掛けるようにして全周にわたって架設してレンチキュラーレンズシート７をフレーム１０に取り付けるものである。

この構成において紐９には、例えば金属、樹脂、繊維が好適に用いられ、本例では１本の紐９を全周にわたって架設するようにしている。なお、ここで紐９は、レンチキュラーレンズシート７の辺方向にできるだけ自由に移動できるように、図示の如くレンチキュラーレンズシート７の辺に対して斜めとなる状態で穴８に通す構成とすることが好ましい。

そしてこの構成において紐９は、その中間部に接続される弾性体のスプリング１２によって引っ張り力を付与されており、その引っ張り力でレンチキュラーレンズシート７の横辺及び縦辺の複数点の穴８が夫々上下方向及び左右方向に引っ張られることによって、レンチキュラーレンズシート７は安定した平面形状が維持された状態でフレーム１０に取り付けられる。

なお、上記の実施例において紐９は、弾性体であるスプリング１２によってレンチキュラーレンズシート７に対する引っ張り力を付与されているが、それ以外にも、紐９自身に弾性を持たせることによってレンチキュラーレンズシート７を引っ張る構成とすることもできる。

上記の如き構成を有する透過型スクリーンでは、レンチキュラーレンズシート７の横辺及び縦辺に沿って設けられた複数点の穴８を、レンチキュラーレンズシート７の周囲に架設される紐９によって夫々上下方向及び左右方向に引っ張る構造としたことで、経年変化や環境変化によって図４のようにレンチキュラーレンズシート７に伸縮や変形が生じても、それを効果的に吸収して矯正することができ、その結果、レンチキュラーレンズシート７は皺や弛みの発生が抑えられ、安定した平面形状を維持することが可能となる。

そして、特にこの構成では、レンチキュラーレンズシート７を辺ではなく点で引っ張る構造とし、かつレンチキュラーレンズシート７は引っ張り力の作用方向以外には自由に動ける構造を有するため、レンチキュラーレンズシート７の端部に伸縮が生じた場合でもその伸縮を妨げることはないので、皺の発生がさらに効果的に抑えられるものである。

また本例においては、１本の紐９でレンチキュラーレンズシート７を引っ張る構成としたことで、レンチキュラーレンズシート７の全体を均等な力で引っ張ることができる。即ちこの場合、紐９の張力は摩擦が無ければどの部分でも一定になるため、レンチキュラーレンズシート７にかかる力は伸縮による変位の差によらず全ての点で一定になり、これによりレンチキュラーレンズシート７が局部的な変形をした場合でも常に均等な力でレンチキュラーレンズシート７を上下方向及び左右方向に引っ張ることができ、より安定した平面形状を維持することが可能となる。

しかしながら、実際には紐９に摩擦が発生するため、レンチキュラーレンズシート７の大きさによっては１本の紐で引っ張ることは困難な場合がある。その際には紐９を複数に分割した構成としてもよい。また、引っ張り力が足りない場合は、図５に示す如く、スプリング１２を複数箇所に設けた構成としてもよい。

以上の如き構成によって本例の透過型スクリーンでは、レンチキュラーシート７の平面形状を維持するようにしているが、これではまだ皺対策が万全であるとは言えない。即ち上記構成においてレンチキュラーシート７では、紐９で引っ張られることによって穴８の部分に捩れや応力集中が起こり、この穴８の部分から内側に向かって皺が発生する場合がある。

そこでこの皺の影響を抑えるための手段として本発明では、図６に示す如く、レンチキュラーレンズシート７における穴８より内側の部分に押し当てられる枠体１３を設ける。この枠体１３は、スポンジ等のクッション材を四辺形の枠板状に成形してなるもので、これをレンチキュラーレンズシート７の穴８より内側の部分のシート面に対し垂直方向から押し当てるようにする。

このような枠体１３が押し当てられたレンチキュラーレンズシート７では、図７に示すように、紐９で引っ張られることによって穴８の部分から内側に向かって皺１４が発生しても、この皺１４は枠体１３で止められる状態となり、それより内側のシート面には影響を及ぼさない。

こうして穴８の部分から生じる皺１４の影響を枠体１３によって抑える構造としたことでレンチキュラーレンズシート７は、その平面形状を一段と安定した状態に維持することができる。

図８はこの枠体１３の設置構造の例を示す。即ち、図８(Ａ)は枠体１３をレンチキュラーレンズシート７の表裏両面側から挟み込むように設置した例、(Ｂ)は枠体１３をレンチキュラーレンズシート７の裏面側から押し付けるように設置した例、(Ｃ)はレンチキュラーレンズシート７の裏面側に板１５を配置し、この板１５との間でレンチキュラーレンズシート７を挟み込む状態で表面側から枠体１３を押し付けるようにした例である。

以上の構成を組み込んだ透過型スクリーンの実施例を図９に示す。この透過型スクリーン５において、紐９によって引っ張られる状態で取り付けられるレンチキュラーレンズシート７の裏側には、このレンチキュラーレンズシート７とホルダー１６との間に保持されるようにしてフレネルレンズ板６が配置されている。そしてこの構成では、透過型スクリーン５の周囲を覆うカバーフレーム１７の裏側に枠体１３を取り付けてあり、この枠体１３とフレネルレンズ板６との間にレンチキュラーレンズシート７を挟み込む状態で枠体１３をレンチキュラーレンズシート７の表面側のシート面に押し付けている。

ここで枠体１３の材料としては例えばクッション材を用いて、カバーフレーム１７とレンチキュラーレンズシート７との間で圧縮し、その復元力によってレンチキュラーレンズシート７に対する押し付け力を発生させている。なお、ここでの枠体１３の押し付け力は、レンチキュラーレンズシート７の伸縮を妨げない程度の力とする。そしてこのように枠体１３をレンチキュラーレンズシート７に押し付けることで、穴８の部分から発生する皺を抑えるようにしている。

本発明者らは、上記構成の透過型スクリーンを実際に試作し、これを環境試験にかけてレンチキュラーレンズシートの皺の様子を観察した。その結果を表１に示す。ここでの観察環境は、温度が２５℃で湿度が６０％の状態、温度が−１０℃の状態、温度を−１０℃から２５℃に戻してシートに水滴が付着した水潤状態、温度が４０℃で湿度が４０％の状態、温度を−２０℃と６０℃の間で１２時間かけて変化させる動作を２サイクル行ったヒートサイクル(Ｈ／Ｃ)時の状態、そして温度が４０℃で湿度が９５％の高温多湿状態である。この観察結果から明らかなように、苛酷な環境下でもレンチキュラーレンズシートに皺の発生は確認されず、良好な平面形状を保つことができた。

以上の如き構成を備えた透過型スクリーン５では、経年変化や環境変化によって生じるレンチキュラーレンズシート７の伸縮や変形は周囲の紐９の引っ張りによって吸収し、さらに紐で引っ張ることによって発生する皺は枠体１３で抑える構造を有することにより、レンチキュラーレンズシート７の平面形状を確実に維持することができる。これにより、この透過型スクリーン５を備えた背面投射型表示装置では、画像の歪みやフォーカスの悪化等の画質の低下を確実に防止することが可能となる。

なお、以上の実施例の構成では、レンチキュラーレンズシート７を紐９によって引っ張る構造としてあるが、これ以外にも、例えばスプリングによってレンチキュラーレンズシートを引っ張る構造としてもよい。また、複数点の引っ張り部としては、穴８に限ることなく、例えば紐やスプリングを引っ掛けるフック等で構成することもできる。

さらに本発明は、その他各部の構成においても、上記実施例に限定されることなく種々の実施形態を採り得るものである。

本発明が適用される背面投射型表示装置の外観を示す斜視図である。 同、内部構成を示す側面図である。 透過型スクリーンにおけるレンチキュラーレンズシートの取り付け構造を示す平面図である。 レンチキュラーレンズシートに伸縮・変形が生じた状態である。 スプリングを複数設けた例である。 レンチキュラーレンズシートに枠体を押し当てた構成を示す平面図である。 図６におけるａ部の拡大図である。 枠体の設置構造例を示す縦断側面図である。 本発明による構成を備えた透過型スクリーンの要部の縦断側面図である。

符号の説明

１…背面投射型表示装置、２…装置本体、３…映像投射装置、５…透過型スクリーン、７…レンチキュラーレンズシート、８…穴(引っ張り部)、９…紐(引っ張り手段)、１３…枠体

Claims (10)

1. 装置本体の前面に設置される透過型スクリーンと、装置本体の内部に設置され、上記透過型スクリーンに背面側から映像を投射する映像投射装置と、を備えて構成される背面投射型表示装置であって、
   上記透過型スクリーンは、レンズシートを備え、このレンズシートの横辺及び縦辺に沿って設けられた複数点の引っ張り部を、上記レンズシートの周囲に設けられる引っ張り手段によって夫々上下方向及び左右方向に引っ張る構造としたことを特徴とする背面投射型表示装置。
2. 上記透過型スクリーンにおいて、上記引っ張り手段は、上記レンズシートの周囲に架設される紐によりなることを特徴とする請求項１に記載の背面投射型表示装置。
3. 上記レンズシートは、上記複数点の引っ張り部として穴が設けられ、この穴に上記紐を通して引っ張られる構造としたことを特徴とする請求項２に記載の背面投射型表示装置。
4. 上記透過型スクリーンにおいて、上記紐は、これに接続される弾性体によって上記レンズシートに対する引っ張り力を付与されるか、あるいは紐自身に弾性を持たせることにより上記レンズシートを引っ張る構造としたことを特徴とする請求項２または３に記載の背面投射型表示装置。
5. 上記透過型スクリーンは、上記レンズシートにおける上記引っ張り部より内側の部分に、上記引っ張り部から生じる皺を抑えるための枠体を押し当てて構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の背面投射型表示装置。
6. 背面投射型表示装置の前面に設置される透過型スクリーンであって、
   レンズシートを備え、このレンズシートの横辺及び縦辺に沿って設けられた複数点の引っ張り部を、上記レンズシートの周囲に設けられる引っ張り手段によって夫々上下方向及び左右方向に引っ張る構造としたことを特徴とする透過型スクリーン。
7. 上記引っ張り手段は、上記レンズシートの周囲に架設される紐によりなることを特徴とする請求項６に記載の透過型スクリーン。
8. 上記レンズシートは、上記複数点の引っ張り部として穴が設けられ、この穴に上記紐を通して引っ張られる構造としたことを特徴とする請求項７に記載の透過型スクリーン。
9. 上記紐は、これに接続される弾性体によって上記レンズシートに対する引っ張り力を付与されるか、あるいは紐自身に弾性を持たせることにより上記レンズシートを引っ張る構造としたことを特徴とする請求項７または８に記載の透過型スクリーン。
10. 上記レンズシートにおける上記引っ張り部より内側の部分に、上記引っ張り部から生じる皺を抑えるための枠体を押し当てて構成されることを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の透過型スクリーン。

Images