JP2009162999A - 画像表示装置ならびにマルチディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の液晶ディスプレイを使用するマルチディスプレイ装置において、隣合う画像表示装置の継目を低減し、良好な大画面ディスプレイを低コストで実現する。
【解決手段】本発明において、映像表示部と映像表示部の外周に設けられた非表示部を有する平面型ディスプレイにおいて、表示部分および、表示部と隣接した外周部の非表示部分の面上に、該表示部を非表示部上に拡大する光学要素を備え非表示部の範囲を狭くする。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示部外周に非表示部を有する平面型画像表示装置に関し、特に、複数の画像表示装置をマトリックス状に配置するマルチディスプレイ装置に関する。

フルカラー若しくはモノクロに関わらず、大画面表示装置を実現するためには、装置の大型化を実現することが最適である。しかし、装置の大型化には限界があり、コスト的にも非常に高価なものになる。そのため、従来より、複数の画像表示装置（以下、「ディスプレイ」という）を縦、横若しくは縦横に並べることにより全体で大画面を構成する、いわゆるマルチディスプレイ装置が用いられてきた。
マルチディスプレイ装置に使用されるディスプレイとしては、例えば、背面投写型ディスプレイや、平面型画像表示装置（平面型ディスプレイ）の一つである液晶ディスプレイ等が挙げられる。

液晶やＰＤＰ（ Plasma Display Panel ）等を使ったＦＰＤ（ Flat Panel Display ）のような平面型ディスプレイの場合には、筐体の厚み（奥行）が薄く設置性が良い。しかし、有効表示画面である映像表示部の周囲にパネルを駆動するための配線部に相当する非表示領域が存在し、隣り合うディスプレイそれぞれの有効表示画面間に継目が生じ、表示される画像の連続性や一体感にかけるという課題があった。この課題に対し、平面型ディスプレイの非表示部（非表示領域）を低減する種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１若しくは特許文献２）。

特開平９−３７１９４号公報 特開２００３−１６９２７１号公報

背面投写型ディスプレイについては、前面のスクリーンを保持する筐体を薄くし、スクリーン上に映像を拡大投影することによって、スクリーンを取り囲む筐体枠部で形成される隣接するディスプレイ間の継目を細くすることが可能である。しかし、この背面投写型ディスプレイについては、光源に使用するランプの寿命の課題に加えて、筐体の厚み（奥行）が大きく、設置性が悪いといった課題がある。
従って、上記特許文献のように、平面型ディスプレイの非表示部（非表示領域）を低減する種々の技術が求められる。しかしながら、上記した従来技術には解決しなければならない下記に述べる技術課題がある。

特許文献１は、ディスプレイの発光面上に光軸を１次元的もしくは２次元的に傾斜させたファイバープレートを備えるマルチディスプレイ装置を開示する。本技術によれば、観察者側から見た場合、１次元的もしくは２次元的に傾斜させたファイバープレートにより、隣り合うディスプレイ間の継目を見えなくすることができる。しかし、この方法は、マルチディスプレイ装置が２面、および４面のディスプレイによって構成された場合にのみ適用可能な方法である。これ以上の面数によって構成されるマルチディスプレイ装置を実現する方法については、何ら記載がない。実際、１０面以上のマルチディスプレイ装置には本技術は適用できない場合が多い。
特許文献２は、表示画面の周辺部分の映像を拡大し、非表示部分に投影するマルチディスプレイ装置の、主に映像内容の制御方法を開示する。しかしながら、表示部を非表示部まで拡大表示する光学的手法は、具体的に説明していない課題を有している。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易に継目の幅を低減できる平面型ディスプレイを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の画像表示装置は、表示部と該表示部の外周に非表示部を有する画像表示装置において、前記表示部の一部と、前記表示部と前記非表示部とを跨ぐ領域の前記表示部と前記非表示部上に、円柱レンズを上面あるいは下面に対して垂直な方向に略均等に４分割した形状をなした光学要素を備え、前記光学要素の曲面部を表示装置外周側になるように配置したものである。
また好ましくは、上記画像表示装置は、前記光学要素と、前記表示部及び前記非表示部とを所定の距離離したものである。
また好ましくは、上記画像表示装置は、前記光学要素を、前記表示部の前記光学要素が配置された内側全てを覆うように配置したものである。
また、本発明のマルチディスプレイシステムは、複数の画像表示装置を少なくとも縦方向、あるいは横方向に配列してなるマルチディスプレイ装置において、上記発明の画像表示装置を用いたものである。

本発明によれば、表示部を光学要素で拡大表示するので、ディスプレイの非表示部の幅を小さくすることができ、従って、マルチディスプレイ装置として設置した場合、目地を狭くすることができる平面型ディスプレイを提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、本実施の形態においては、マルチディスプレイ装置を構成するそれぞれのディスプレイ（画像表示装置）として、平面型画像表示装置の１つである例えば液晶ディスプレイを使用するものとする。また、各図において、共通な機能を有する構成要素には同一な符号を付して示し、また、繁雑さを避けるために、一度述べたものについてはその重複する説明を省略する場合がある。

図１、図２、図３、図４を用いて、実施例１について説明する。実施例１は、ディスプレイ装置の外周部のみに光学要素を配置した例である。

まず、図１と図２を参照しながら、本発明の実施例１のマルチディスプレイ装置の構成を説明する。図１は実施例１のマルチディスプレイ装置の正面図である。図２は実施例１のマルチディスプレイ装置の非表示部付近の部分断面図である。１０１、１０２、１０３、及び１０４は液晶パネルの表示部、２０１、２０２、２０３、及び２０４はそれぞれ液晶パネルの表示部１０１、１０２、１０３、及び１０４の外周部で、液晶パネルの非表示部である。また、３０１、３０２、３０３、及び３０４は円柱形状の光学部材を四分割した形状からなる透明な光学要素（以下、シリンドリカルレンズという）である。更に、４は液晶パネルの発光管、５は液晶パネルの反射板、６は液晶パネルの拡散板である。

図１と図２において、シリンドリカルレンズ３０１は、液晶パネルの表示部１０１の外周部と表示部１０１の外周部に隣接する非表示部２０１の両部分を跨ぎ、表示部１０１の外周辺に平行になるように、液晶パネル面上に配置する。即ち、液晶パネル１０１は方形であるので、シリンドリカルレンズ３０１もその方形に合わせた枠となる。同様に、他のシリンドリカルレンズ３０２〜３０４も、隣接する液晶パネル面上に配置する。
なお、表示部１０１〜１０４とシリンドリカルレンズ３０１〜３０４の間は、所定の間隔を離した構成としている。

図３を用いて、液晶パネルの概略の構成について更に説明する。図３は液晶ディスプレイの構成の概略を示す部分断面図である。
図３において、発光管４から放出された光は、一部は上方に配置された拡散板６に直接入射し、一部は反射板５で反射してから拡散板６に入射する。
拡散板６に入射した光は、拡散板６の図示しない拡散作用によって、光の進行方向の一様化をがなされて、上方に出射される。
出射された光は、図示しない入射偏光板によって、所望の直線偏光光に偏光方向を揃えられて、液晶パネルの表示部１０１に入射される。
液晶パネルに入射された光は、図示しない光変調手段によって光変調され、表示部１０１を出射される。
出射された光は、偏光状態に応じて、出射側に配置された図示しない出射偏光板により吸収あるいは透過作用を受け、映像として表示される。
表示された映像は、様々な方向に進行す拡散光からなるため、液晶パネルの前側のあらゆる方向から視認することが可能である。

次に、図４を用いて、シリンドリカルレンズ３０１の作用について具体的に説明する。図４は実施例１のディスプレイを正面から見た場合の光路図である。７ａはユーザの視点、８ａは視点に入る光の光路である。
なお、マルチディスプレイ装置のような大画面システムに表示された映像をユーザが観察する場合、ある程度の距離を離れた場所から観察する場合が多く、実質的に正面からの観察と考えることができる。そこでシリンドリカルレンズの作用については、正面から観察した場合について説明する。

図４において、シリンドリカルレンズ３０１は、１つの平面を表示装置側に、曲面部を表示装置外周側になるように配置する。また、本実施例において、シリンドリカルレンズ３０１は空気に対して屈折率が高い透明な材料、例えばアクリル樹脂等の透明な有機ガラスにより構成されている。
シリンドリカルレンズ３０１近傍の表示部１０１から発した光は、シリンドリカルレンズ３０１を通過するときにシリンドリカルレンズ３０１の出射面が傾いた形状になっているため、視点７ａ側に屈折し光路８ａのような経路になる。それにより、液晶パネルの非表示部２０１が覆われるようになり、非表示部２０１の正面にたった視点７ａからでは、非表示部２０１が細くまたは見えないようになる。シリンドリカルレンズの出射面の傾いた傾斜は、例えば、円筒形状に現れる曲面等で形成する。

図２と図４の実施例では、シリンドリカルレンズ３０１、３０２と液晶パネル１０１、１０２の間が、距離Ｄだけ離れている。距離を空けるためには、それぞれの液晶パネルの端部にスペーサを設けてシリンドリカルレンズを支持する必要があるが、このように空気層を間にいれることで、この間で、光の屈折があり、光の屈折の効率が上がる効果がある。なお、スペーサとしては、例えば、所定の厚さの両面接着テープ等を用いる。
なお、レンズを大きくすることで密着させることも可能である。しかし密着させる場合には、液晶パネルとレンズの平面が精確にあっていないと現象が発生する可能性があるので、その克服が必要である。

図４において、例えば、シリンドリカルレンズとして幅ｄ_０＝１０［ｍｍ］のものを使用すれば、非表示部の幅ｄ_１＝４［ｍｍ］の液晶ディスプレイが、隅々まで表示部となりうる。しかし、シリンドリカルレンズ自体は、透明で且つ画面の全体サイズに比べて十分に細く薄いため、マルチディスプレイ装置のような大画面の場合において、目立たず、違和感がない。

上記実施例１によれば、縦方向あるいは横方向または縦横両方向に、複数のディスプレイを配列したマルチディスプレイ装置の、画面間の非表示部が細く見え、マルチ画像の連続性や一体感を向上させることができる。

図５〜図８を用いて実施例２について説明する。実施例２は、表示部全面に光学要素を配置した例であって、実施例１に対して、斜め方向から見た場合の視認性の改善を図ることを可能とする。

図５は、シリンドリカルレンズを備えたディスプレイを、ユーザが斜め方向から観察した場合の非表示部付近の部分断面の光路図である。７ｂは傾いた位置でのユーザの視点、８ｂは傾いた視点の光線経路である。
また図６は、実施例２の光学要素をマルチディスプレイ装置に配置した部分断面である。９０１と９０２は透明な光学要素（以下、レンズプレートという）である。
図７と図８は、実施例２のディスプレイ装置を、ユーザが斜め方向から観察した場合の非表示部付近の部分断面の光路図である。９０１ａはレンズプレートのレンズ形状部、９０１ｂはレンズプレートの平行形状部である。

図５において、シリンドリカルレンズ３０１を備えた液晶ディスプレイ装置は、大画面の場合においては、視点が遠距離になりほぼ正面になるので、安価に非表示部が細く見せることが可能とする効果があるが、近距離では傾いた視点７ｂにおける光路８ｂのような、連続性に課題がある。

そこで図６において、レンズプレート９０１と９０２は、液晶パネルと外形寸法をほぼ同じくして、屈折率は空気より高く、例えばアクリル樹脂等の有機ガラスの様な材質である。図６の実施例では、このレンズプレート９０１と９０２を液晶ディスプレイの表示画面上に設置する。

図７と図８によって、図６の実施例での傾いた位置でのユーザの視点７ｂから見た光路８ｃについて説明する。
図７において、このレンズプレート９０１の周囲部は、レンズ形状部９０１ａようなレンズ形状になっており、レンズ形状部９０１ａ近傍の表示部１０１から出射した光は、レンズ形状部９０１ａを通過するときに傾いた形状になっているため視点７ｂ側に屈折し、それにより、液晶パネルの非表示部２０１が覆われるようになり、傾いた視点７ｂからでも非表示部２０１が細く、または見えないようになる。また、レンズプレート９０１の平行面形状部９０１ｂ近傍の表示部１０１から発した光は、レンズ形状部９０１ａより平行面形状部９０１ｂへの入射角が緩やかなので、屈折が緩やかである。これにより、レンズプレート９０１のレンズ形状部９０１ａを通過した映像は拡大の映像になり、平行面形状部９０１ｂを通過した映像は実寸の映像になり、かつ拡大の映像と実寸の映像が連続して見える。
また図８においては、図７とは逆の傾いた視点における光線経路を示し、ユーザがこちら側の方向から見ても、違和感無く、拡大の映像と実寸の映像が連続して見える。

上記実施例２によれば、例えば、レンズプレート厚ｔ＝１０［ｍｍ］のものを使用すれば、非表示部の幅ｄ_１＝４［ｍｍ］の液晶ディスプレイは、傾いた視点からでも、隅々まで表示部となりうる。しかし、レンズ形状部は透明で、画面の全体サイズに比べて十分に細く薄いため、マルチディスプレイ装置のような大画面の場合において、目立ず、違和感がない。

尚、本実施例においては、４面のディスプレイから構成されるマルチディスプレイ装置について説明したが、構成するディスプレイ装置の数を限定するものではなく、縦方向あるいは横方向または縦横両方向に複数のディスプレイを配列したマルチディスプレイ装置に適用できることは言うまでもない。
また、レンズの材料もアクリル樹脂等の有機ガラスに限定するものではない。
また、シリンドリカルレンズやレンズプレートのレンズ形状部の形状は、用途等に応じて球面状、放射線状等の、曲面を用いる。
また、シリンドリカルレンズやレンズプレートと液晶パネル表面との間隔も任意である。更に、シリンドリカルレンズやレンズプレートと液晶パネル表面との間隔を設けるためにスペーサとして空気と同等の屈折率を有する透明材料を用いても良い。

上述した実施例によれば、本発明の画像表示装置は、表示部と表示部の外周に非表示部を有する画像表示装置に、表示部の一部と、表示部と隣接した外周部の非表示部分とを跨ぐ領域上に、円柱レンズを上面あるいは下面に対して垂直な方向に略均等に４分割した形状をなした光学要素を備え、光学要素の分割した平面部を画像表示装置側にし、曲面部を表示装置外周側へ配置したものである。この本発明の画像表示装置は、単体であれば、表示部の外縁部にまで、例えば、ユーザが見てパネルのフレーム部（非表示部）がないように見せる効果がある。またこの本発明の画像表示装置を複数台、縦若しくは横、又は縦横に密接配置して行列上に設置することによってマルチディスプレイ装置による大画面を構成した場合に、大画面の異なる画面表示装置の表示部に表示されたテロップ等の文字列が移動していき、隣の画面表示装置の表示部に表示されていく場合でも、テロップの文字表示が途切れないので、ユーザは違和感のない画像を見ることができる。また、マルチ画面の複数の画面表示装置の表示部にわたって文字列が表示される場合に、２つの画面表示装置の表示部の間に、非表示部が、無いか、又は狭い領域なので、文字列の一部が見えないことが少なくなり、ユーザは違和感のない画像を見ることができる。

本発明のマルチディスプレイ装置の一実施例の正面図。 本発明のマルチディスプレイ装置の一実施例の非表示部付近の部分断面図。 液晶ディスプレイの構成の概略を示す部分断面図。 本発明のマルチディスプレイ装置を正面から見た場合の光路の一実施例を示す図。 本発明のマルチディスプレイ装置を非表示部付近の斜め方向から見た場合の非表示部付近の部分断面の光路の一実施例を示す図。 本発明のマルチディスプレイ装置の一実施例の非表示部付近の部分断面図。 本発明のマルチディスプレイ装置を斜め方向から見た場合の非表示部付近の部分断面の光路の一実施例を示す図。 本発明のマルチディスプレイ装置を斜め方向から見た場合の非表示部付近の部分断面の光路の一実施例を示す図。

符号の説明

４：発光管、 ５：反射板、 ６：拡散板、 １０１、１０２、１０３、１０４：表示部、 ７ａ、７ｂ：視点、 ８ａ、８ｂ：視点に入る光の光路、 ２０１、２０２、２０３、２０４：非表示部、 ３０１、３０２、３０３、３０４：シリンドリカルレンズ、 ９０１、９０２：レンズプレート、 ９０１ａ：レンズ形状部、 ９０１ｂ：平行形状部。

Claims (4)

1. 表示部と該表示部の外周に非表示部を有する画像表示装置において、前記表示部の一部と、前記表示部と前記非表示部とを跨ぐ領域の前記表示部と前記非表示部上に、円柱レンズを上面あるいは下面に対して垂直な方向に略均等に４分割した形状をなした光学要素を備え、前記光学要素の曲面部を表示装置外周側になるように配置したことを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１記載の画像表示装置において、前記光学要素と、前記表示部及び前記非表示部とを所定の距離離したことを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像表示装置において、前記光学要素を、前記表示部の前記光学要素が配置された内側全てを覆うように配置したことを特徴とする画像表示装置。
4. 複数の画像表示装置を少なくとも縦方向、あるいは横方向に配列してなるマルチディスプレイ装置において、請求項１乃至請求項３記載のいずれか１つに記載の画像表示装置を用いたことを特徴とするマルチディスプレイシステム。

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