JP2009163163A - スクリーン装置および投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投射型表示装置に用いるスクリーン装置の部品点数を削減するとともに筐体の小型化および組み立ての容易化を図ること。
【解決手段】本発明は、平板状のフレンルレンズ１１ａとレンチキュラーレンズ１１ｂとが重ね合わされたスクリーン本体１０と、スクリーン本体１０の周縁を囲むよう表側から裏側にかけて一体的に成形された枠部１１とを備えるスクリーン装置１である。また、このスクリーン装置１に背面カバーを取り付けた筐体を備える投射型表示装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像を裏面から投射して表側に透過表示させるスクリーン装置およびスクリーン装置を用いた投射型表示装置に関する。

近年、大型の表示装置としてスクリーンの背面から映像を投影させるリアプロジェクション装置（投射型表示装置）の開発が盛んに行われている。リアプロジェクション装置は、映像信号をＬＣＤ等によって変調して得た映像光を拡大光学系によって拡大し、スクリーン装置の背面から投射して前面に投影するものである。

リアプロジェクション装置では、映像光を拡大投影することから大きな画像を表示する装置に適しており、主として大型テレビジョン装置の一つとして製品化されている。

ここで、投射型表示装置で用いられるスクリーン装置は、背面から投射される映像を前面に精細に透過させる観点から、平板状のフレネルレンズとレンチキュラーレンズとを有している。フレネルレンズは、微小なプリズムを同心円パターンに配列したレンズであり、ミラーから放射状に入射する映像光を平行光化する機能を持っている。また、レンチキュラーレンズは、入射光を偏向させることによって視野角を広げる機能を持っている。

投射型表示装置では、このような２つの平板状のレンズを有するスクリーン装置を筐体に保持するため、筐体の前面枠部分（ベゼル：bezel）の裏側にスクリーン装置を配置し、金具等によって押さえて固定する構造となっている（例えば、特許文献１参照。）。

図６および図７は、従来の投射型表示装置におけるスクリーン装置の保持構造を説明する図であり、図６（ａ）は投射型表示装置の正面図、（ｂ）は（ａ）の線矢視断面図、図７は保持部分の拡大断面図である。図６に示すように、投射型表示装置は、スクリーン装置１０を筐体２０に取り付けた状態で背面カバー２１によって背面が覆われた構造となっている。図７に示すように、従来のスクリーン保持構造は、筐体２０の枠部分であるベゼル２０ａ、スクリーン装置(フレネルレンズ１０ａとレンチキュラーレンズ１０ｂとを重ねたもの)、スクリーンホルダＨを用いており、ベゼル２０ａの裏面にスクリーン装置１０をスクリーンホルダＨによって押さえる構造となっている。ベゼル２０ａの裏面におけるスクリーン装置１０の外側にはボスＢが設けられており、このボスＢにスクリーンホルダＨをネジ止めすることによって、スクリーン装置１０の縁をスクリーンホルダＨで押さえ、ベゼル２０ａとの間で挟持する構造となっている。

特開平１１−２４２２９３号公報

しかしながら、このような従来の投射型表示装置では、スクリーン装置とベゼルとが別部品となっており、これらをスクリーンホルダによって固定して組み付ける必要がある。このため、ベゼルの幅としてスクリーン装置の縁が当接する領域と、その外側にスクリーンホルダを固定するためのボスを設ける領域とが必要となって、筐体全体の大きさを小型化するのに限界が生じている。特に、レンズ板が樹脂製のため、スクリーンの寸法公差、温度変化、吸水による寸法変化に対応する観点から、ベゼルの設計としてその分の余裕を設ける必要が生じる。このような保持構造のため、部品点数の増加にともなう取り付け作業の煩雑化や、ベゼルの小型化の限界によるスクリーンとベゼルとの一体感が損なわれるという問題も生じている。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、映像が投射される平板状のスクリーン本体と、スクリーン本体の周縁を囲むよう表側から裏側にかけて一体的に成形された枠部とを備えるスクリーン装置である。ここで、スクリーン本体としては、少なくともフレンルレンズとレンチキュラーレンズとが重ね合わされたものから成る。

このような本発明では、スクリーン本体の周縁に枠部を一体的に成形するには、例えば枠部を成形する際にスクリーン本体をインサート成形することで実現される。また、枠部の裏側面にリブを設けることで、枠部の補強とともに背面に取り付けられるカバーをリブに嵌合によって固定できるようになる。

また、本発明は、背面から映像が投射されるスクリーン装置と、スクリーン装置を前面として背面に取り付けられるカバーと、カバーの内部に設けられ、スクリーン装置の背面に向けて投射する映像を生成する画像形成部とを備える投射型表示装置であり、このスクリーン装置として、映像が投射される平板状のスクリーン本体と、スクリーン本体の周縁部を囲むよう表側から裏側にかけて一体的に成形された枠部とを備えるものである。ここで、スクリーン本体は、少なくともフレンルレンズとレンチキュラーレンズとが重ね合わされたものから成る。

このような本発明では、投射型表示装置に用いられるスクリーン装置として、スクリーン本体の周縁を囲む状態で表側から裏側にかけて枠部が一体的に成形されたものを用いるため、枠部がベゼルの役目を果たし、スクリーン本体とベゼルとを別途の部品で固定する必要がなくなる。また、枠部の裏側面にリブを設けることで、枠部の補強とともに背面に取り付けられるカバーをリブに嵌合によって固定できるようになる。

本発明によれば、次のような効果がある。すなわち、スクリーン装置としてスクリーン本体と枠部とが一体的に形成されていることから、別途ベゼルを用意することなく部品点数の削減を図ることができるとともに、スクリーンとベゼルとの取り付け作業を不要にすることが可能となる。また、スクリーンとベゼルとを取り付ける部品が不要となり、ベゼルに相当する枠部の小型化によって投射型表示装置全体の小型化を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。

＜スクリーン装置＞
図１は、本実施形態に係るスクリーン装置を説明する模式斜視図である。すなわち、本実施形態に係るスクリーン装置１は、背面から投射された映像を前面に映し出すもので、映像が投射される平板状のスクリーン本体１０と、スクリーン本体１０の周縁部を囲むよう表側から裏側にかけて一体的に成形された枠部１１とを備えている。

スクリーン本体１０は、少なくとも２枚の板状のレンズシートを貼り合わせたものであり、２枚のレンズシートとして、背面側（映像が投射される側）に配置されるフレネルレンズ１０ａと、前面側（映像を映し出す側）に配置されたレンチキュラーレンズ１０ｂとを備えたものとなっている。

２枚のレンズシートのうち背面側に配置されるフレネルレンズ１０ａは、微小なプリズムを同心円パターンに配列したレンズであり、ミラーから放射状に入射する映像光を平行光化する機能を持っている。また、２枚のレンズシートのうち前面側に配置されるレンチキュラーレンズは、入射光を偏向させることによって視野角を広げる機能を持っている。これらのレンズシートは、例えばアクリルやポリカーボネートといった樹脂によって成形されており、接着剤を介して貼り合わされている。

フレネルレンズ１０ａおよびレンチキュラーレンズ１０ｂは映像のサイズである例えば４：３や１６：９といった横縦の比率に対応した矩形をなしており、重ね合わされて成るスクリーン本体１０も同様に矩形となっている。本実施形態では、このスクリーン本体１０を保持するため、スクリーン本体１０の周縁に一体的に形成された枠部１１が設けられている。

すなわち、枠部１１は、スクリーン本体１０の周縁部を囲む状態で一体的に成形されており、周縁部の表側（前面側）から裏面側（背面側）にかけて周縁の一部を囲むよう設けられている。枠部１１は、ポリスチレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）等の樹脂を用いた射出成型によって製造され、特に、本実施形態では、スクリーン本体１０を用いたインサート成型によってスクリーン本体１０の周縁部に一体成形されている。つまり、スクリーン本体１０を枠部成形用の金型内に配置した状態で、金型キャビティに樹脂を射出注入し、スクリーン本体１０の周縁部を囲むよう枠部１１を一体成形している。これにより、スクリーン本体１０を枠部１１に別途の部品で取り付ける必要がなく、部品点数の削減とともに、取り付けの手間を省くことが可能となる。

このように、枠部１１をスクリーン本体１０の周縁部に一体成形することによって、スクリーン本体１０の枠部１１における配置の公差をインサート成形時に吸収できるため、枠部１１の外側に設ける領域の寸法を最小限に抑制することができる。つまり、スクリーン本体１０の外側となる枠部１１に、スクリーン本体１０を固定するためのボスを設けるためのスペースを設ける必要がなくなり、スクリーン本体１０の外側の枠部１１の大きさを極力小さくすることが可能となる。

スクリーン装置１は、スクリーン本体１０の周縁部に枠部１１が一体成形された構成のため、スクリーン装置１の枠部１１がそのまま表示装置の筐体の一部（ベゼル）として利用されることになる。

枠部１１が表示装置の筐体の一部として利用されることから、枠部１１の背面側にはリブ１１ａ、１１ｂが設けられており、枠部１１の強度の増加が図られている。図２は、枠部の詳細を説明する一部破断斜視図であり、（ａ）は縦部分途中での一部破断斜視図、（ｂ）は隅部での一部破断斜視図である。なお、図２では、図示を分かりやすくするため、フレネルレンズ１０ａとレンチキュラーレンズ１０ｂとの間およびこれらと枠部１１との間に隙間があるが、実際にはこれらの隙間はなく密着した状態で成形されている。

枠部１１の裏面側に設けられるリブには、内側のリブ１１ａと外側のリブ１１ｂとがある。内側のリブ１１ａは２本の凸部が縦方向に沿って設けられている。また、外側のリブ１１ｂには１本の凸部が設けられた枠部１１の側端面から延出した状態に設けられている。なお、図示しないが、枠部１１に設けられるリブとしては、縦方向の凸部とともに、横方向の凸部を所定間隔で設けて置いてもよく、縦横のリブによって更なる補強を実現できる。また、リブの凸部の本数は図示するものに限定されない。

これらのリブ１１ａ、１１ｂは枠部１１の補強の役目を果たすとともに、後述する背面カバーを取り付けるための嵌合部分としても利用される。つまり、リブ１１ａ、１１ｂの凸部の間に設けられる凹部を、背面カバーの凸部のはめ込みに利用する。本実施形態では、外側のリブ１１ａと内側のリブ１１ｂとの間にある凹部に背面カバーの凸部がはめ込まれる。背面カバーを嵌合した際、十分な強度を得られるようにする観点から、内側のリブ１１ａの底部分の肉厚を他の部分に比べて厚く形成してある。

図３は、枠部と背面カバーとの取り付け部分を説明する模式断面図である。スクリーン本体１０は、フレネルレンズ１０ａとレンチキュラーレンズ１０ｂとを重ね合わせた構成であり、このスクリーン本体１０の周縁部に枠部１１が一体成形され、スクリーン本体１０における周縁部の表面側から裏面側にかけて枠部１１が設けられ、スクリーン本体１０を保持する構成されている。

先に説明したように、枠部１１の裏面側にはリブ１１ａ、１１ｂが設けられている。このリブ１１ａ、１１ｂによって枠部１１の強度を増加できるとともに、このリブ１１ａ、１１ｂを利用して背面カバー２１の取り付けを行っている。

背面カバー２１は筐体２０の一部を成すものであり、スクリーン装置１の背面側に所定の空間を設けた状態で取り付けられる。この取り付けにおいて、背面カバー２１の端部が枠部１１のリブ１１ａとリブ１１ｂとの間の凹部に嵌合によって固定されるようになっている。

背面カバー２１を枠部１１のリブ１１ａ、１１ｂに嵌合によって取り付けると、背面カバー２１の外形ラインと枠部１１の外形ラインとが一致して段差なく連続する形態となり、筐体２０の一体的な外形を形成することができるようになっている。

枠部１１に設けられたリブ１１ａ、１１ｂを背面カバー２１の嵌合部分として利用するにあたり、嵌合のみで背面カバー２１を取り付ける構成であっても、必要に応じて嵌合した状態でネジによって固定する構成であってもよい。嵌合のみで取り付ける構成では取り付け作業を簡素化でき、また嵌合した状態でネジで固定する構成ではより強固な固定を実現できる。また、リブ１１ａ、１１ｂの凹部内に板バネを配置しておき、背面カバー２１をリブ１１ａ、１１ｂに嵌合する際にこの板バネによって背面カバー２１を挟持するようにしてもよい。これにより、背面カバー２１を容易に着脱できるとともに、取り付けた際には強固な固定を実現できる。

このように、スクリーン本体１０の周縁部を囲む状態で枠部１１を一体成形することにより、表示装置の筐体におけるベゼル部分を小さくすることができ、表示装置全体の小型化を図ることができる。また、枠部１１がスクリーン本体１０に一体成形されていることで、スクリーン装置１を一つの部品として取り扱うことができ、組み立ての手間を省くことが可能となる。しかも、枠部１１の補強のために設けたリブ１１ａ、１１ｂを背面カバー２１の取り付けのための嵌合部材として利用することによって、背面カバー２１の容易な取り付けと、確実な固定を行うことが可能となる。

＜投射型表示装置＞
図４は、本実施形態に係る投射型表示装置を説明する模式斜視図である。投射型表示装置１００は、スクリーン装置１と枠材１１および背面カバー２１等によって構成される筐体２０とによって構成される。スクリーン装置１は、先に説明したように、フレネルレンズ１０ａとレンチキュラーレンズ１０ｂとを重ね合わせたスクリーン本体１０と、スクリーン本体１０の周縁部分に一体的に形成される枠部１１とによって構成され、この枠部１１に背面カバー２１が取り付けられることで枠部１１と背面カバー２１とで筐体２０が構成される。

スクリーン本体１０と枠部１１とは一体成形のためスクリーン装置１が一つの部品となり、筐体２０の内部に映像投射装置やミラー、各種回路を組み込んだ状態で背面カバー２１を取り付け、投射型表示装置１００を構成することができる。

このような投射型表示装置１００におけるスクリーン装置１に本実施形態のスクリーン装置１を適用する。つまり、スクリーン装置１は、平板状のフレンルレンズ１０ａとレンチキュラーレンズ１０ｂとが重ね合わされたスクリーン本体１０と、スクリーン本体１０の周縁部を囲むよう表側から裏側にかけて一体的に成形された枠部１１とを備えている。そして、この枠部１１の背面側に背面カバー２１が嵌合によって取り付けられる。

枠部１１と背面カバー２１との嵌合は、先に説明した枠部１１に設けられるリブ１１ａ、１１ｂの凹部を利用することによって行われる。スクリーン本体１０に枠部１１が一体成形されていることから、スクリーン装置１は一つの部品として取り扱うことができ、スクリーン本体１０と枠部１１との固定作業が不要となる。したがって、スクリーン装置１に背面カバー２１を嵌合によって取り付けることで、簡単に筐体２０を構成できることになる。

図５は、本実施形態に係る投射型表示装置の内部構成を説明する図である。スクリーン装置１は筐体２０の前面に位置し、背面から投射された映像を映し出す。スクリーン装置１の枠部（図示せず）と背面ケース２１とによって構成される筐体２０には、内部に所定の部材を配置する空間が設けられる。筐体２０の内部には、下方に映像投射装置３０が配置され、背面ケース２１側に所定の角度で背面ミラー３１が配置されている。

映像投射装置３０は、例えば液晶素子とプリズム等の光学部品および拡大レンズ系によって構成される光学ユニットと、光源とを備えている。映像を表示する場合、光源から出射した光を光学ユニットに送り、この光を液晶素子によって映像として変調し、拡大レンズ系によって背面ミラー３１側へ送り出す。そして、背面ミラー３１で映像をスクリーン装置１側に反射し、映像をスクリーン本体１０に背面から投影することになる。

投射型表示装置１００では、筐体２０の奥行きを短くするため、映像投射装置３０を筐体２０の下方に配置され、ここから上方向に向けて映像を出射する。そして、背面ミラー３１によってこれをスクリーン装置１側へと反射し、スクリーン本体１０の背面側から映像を投影することになる。

スクリーン本体１０は、背面側にフレネルレンズ１０ａ、前面側にレンチキュラーレンズ１０ｂが貼り合わされた状態となっており、背面ミラー３１で反射した映像をフレネルレンズ１０ａによって平行光化し、レンチキュラーレンズ１０ｂによって視野角広く投影する。

このような投射型表示装置１００において、本実施形態のスクリーン装置１を用いることにより、枠部１１にスクリーン本体１０を別途取り付ける必要がなく、また枠部１１に嵌合によって背面カバー２１を取り付けることができ、組み立て容易に投射型表示装置１００を完成させることができる。

＜変形例＞
図１に示すように、本実施形態のスクリーン装置１では、枠部１１の縦枠部分にリブ１１ａ、１１ｂを設け、このリブ１１ａ、１１ｂに背面カバーを嵌合させる構成であるが、リブを枠部１１の横枠部分に設けるようにしてもよい。また、縦枠部分および横枠部分の両方にリブを設けてもよい。

また、スクリーン本体１０は、必ずしもレンズシートを備えたものでなくてもよく、単純な半透過型のスクリーンシートであってもよい。さらに、本実施形態では背面投射型の表示装置に適用するスクリーン装置１について説明したが、正面投射型の表示装置に用いるスクリーン装置１にも適用可能である。

本実施形態に係るスクリーン装置を説明する模式斜視図である。 枠部の詳細を説明する一部破断斜視図である。 枠部と背面カバーとの取り付け部分を説明する模式断面図である。 本実施形態に係る投射型表示装置を説明する模式斜視図である。 本実施形態に係る投射型表示装置の内部構成を説明する図である。 従来の投射型表示装置におけるスクリーン装置の保持構造を説明する図（その１）である。 従来の投射型表示装置におけるスクリーン装置の保持構造を説明する図（その２）である。

符号の説明

１…スクリーン装置、１０…スクリーン本体、１１…枠部、１１ａ…リブ、１１ｂ…リブ、２０…筐体、２１…背面カバー、３０…映像投射装置、３１…背面ミラー

Claims (6)

1. 映像が投射される平板状のスクリーン本体と、
   前記スクリーン本体の周縁部を囲むよう表側から裏側にかけて一体的に成形された枠部と
   を備えることを特徴とするスクリーン装置。
2. 前記枠部の裏側面にはリブが設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のスクリーン装置。
3. 前記スクリーン本体は、少なくともフレネルレンズとレンチキュラーレンズとが重ね合わされたものから成る
   ことを特徴とする請求項１記載のスクリーン装置。
4. 背面から映像が投射されるスクリーン装置と、
   前記スクリーン装置を前面として背面に取り付けられるカバーと、
   前記カバーの内部に設けられ、前記スクリーン装置の背面に向けて投射する映像を生成する画像形成部とを備える投射型表示装置において、
   前記スクリーン装置は、
   映像が投射される平板状のスクリーン本体と、
   前記スクリーン本体の周縁部を囲むよう表側から裏側にかけて一体的に成形された枠部とを備える
   ことを特徴とする投射型表示装置。
5. 前記枠部の裏面側にはリブが設けられており、当該リブに前記カバーが嵌合されている
   ことを特徴とする請求項４記載の投射型表示装置。
6. 前記スクリーン本体は、少なくともフレネルレンズとレンチキュラーレンズとが重ね合わされたものから成る
   ことを特徴とする請求項４記載の投射型表示装置。

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