JP2012013818A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチビジョンにおけるスクリーン間の隙間を最小に補正することが可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】単位画像表示装置の画面を上下左右に配列して大画面を構成するマルチビジョン型の画像表示装置は、単位画像表示装置の画面を構成するスクリーン１の歪量を検出する歪ゲージと、歪量に基づきスクリーン１の移動量を決定する制御手段と、決定したスクリーン１の移動量に基づきスクリーン１を上下左右に移動させるスクリーン移動手段とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の単位画像表示装置（例えば複数のプロジェクションユニット）の画面を上下左右に組み合わせて大画面を構成するマルチビジョン型の画像表示装置に関するものである。

複数の背面投射型プロジェクションユニットを、それぞれのスクリーン面を揃えた状態で上下左右に配列してマルチビジョンが構成される。スクリーンは通常アクリル等の樹脂で出来ており、設置する温湿度環境によって伸縮する。そのため、従来のマルチビジョンでは温湿度によるスクリーンの伸縮を吸収するために、隣接するスクリーン間に１〜２ｍｍ程度の隙間が設けられていた。

スクリーンの温湿度による伸縮を吸収する構造が特許文献１に開示されている。

特開２００７−１２７９２４号公報（段落００２２〜００２５、図３）

以上のように従来のマルチビジョンでは、隣接するスクリーン間の隙間に映像が表示されないため、温湿度環境の変化によるスクリーンの伸縮によって隙間が大きくなるほど映像の欠落部分が大きくなり、映像品位が損なわれる。

また特許文献１の構造によれば、高温・高湿下でスクリーン間の隙間を小さくすることが可能であるものの、低温・低湿下ではスクリーンが収縮し隙間が大きくなるという問題がある。

そこで本発明は上述の問題点に鑑み、マルチビジョンにおけるスクリーン間の隙間を最小に補正することが可能な画像表示装置の提供を目的とする。

単位画像表示装置の画面を上下左右に配列して大画面を構成するマルチビジョン型の本発明の画像表示装置は、単位画像表示装置の画面を構成するスクリーンの歪量を検出する歪検出手段と、検出した歪量に基づきスクリーンの移動量を決定する制御手段と、決定したスクリーンの移動量に基づきスクリーンを上下左右に移動させるスクリーン移動手段とを備える。

本発明の画像表示装置は、単位画像表示装置の画面を構成するスクリーンの歪量を検出する歪検出手段と、検出した歪量に基づきスクリーンの移動量を決定する制御手段と、決定したスクリーンの移動量に基づきスクリーンを上下左右に移動させるスクリーン移動手段とを備えるため、マルチビジョンにおけるスクリーン間の隙間を最小に補正することが可能である。

横３面、縦３面にスクリーンを配列したマルチビジョンの正面図である。 図１のＡ部拡大図である。 本発明の一形態に係るプロジェクションユニットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面断面図、（ｃ）は側面断面図である。 本発明の一実施形態に係る段付けネジの構成を示し、図３（ｃ）のＦ部拡大図である。 本発明の一実施形態に係るスクリーン移動機構の構成図であり、（ａ）は図３（ａ）のＣ部拡大図、（ｂ）は図３（ｃ）のＤ部拡大図である。 本発明の一実施形態に係る歪ゲージの構成図である。

（前提技術）
図１に、複数の背面投射型プロジェクションユニットをそれぞれのスクリーン面をそろえた状態で３面×３面の上下左右に配列して構成するマルチビジョンを示す。図２は図１のＡ部拡大図である。図２に示すように、各スクリーン間には１〜２ｍｍの隙間が予め設けられる。この隙間は温湿度によるスクリーンの伸縮を考慮したバッファとして設けられているが、この部分には映像が表示されないため映像品位を損なう原因となる。

そこで、本発明ではこの隙間を最小に補正することを目的として以下の工夫を行った。

（実施の形態１）
＜構成＞
図３に本実施の形態のプロジェクションユニットの構成を示す。図３（ａ）はプロジェクションユニットの正面図、図３（ｂ）は平面断面図、図３（ｃ）は側面断面図である。

マルチビジョンを構成する一のプロジェクションユニットは、光学ユニット３と、光学ユニット３の外筺体となるキャビネット２と、キャビネット２に固定されたスクリーンフレーム１０と、矩形枠状のスクリーンフレーム１０に４辺を固定されたスクリーン１と、光学ユニット３から投射された映像を反射してスクリーン１に背面から投影する反射ミラー４とを備える。光学ユニット３はスクリーン１の歪量を検出する歪検出回路３ａ、歪量に基づきモータの駆動量と駆動方向を決定する制御プログラム３ｂ、モータ駆動回路３ｃを備えているが、具体的な動作については後述する。なお、歪検出回路３ａと制御プログラム３ｂは、マルチビジョンを構成するプロジェクションユニットのうち、基準となる一のプロジェクションユニット（基準プロジェクションユニット）が備えていれば良い。このような構成にする場合、基準プロジェクションユニットの歪検出回路３ａが検出した歪量を全てのプロジェクションユニットに適用し、基準プロジェクションユニットの制御プログラム３ｂが全てのプロジェクションユニットに対する制御を司る。

キャビネット２はスクリーンフレーム１０の枠の寸法に合わせてその３辺に沿った左フレーム２ａ、右フレーム２ｂ、下フレーム２ｃを有しており、スクリーンフレーム１０の左右枠は左フレーム２ａ、右フレーム２ｂに上下各２本ずつ計４本の段付けネジ８０によって固定されている。図４は図３（ｃ）のＦ部拡大図であり、段付けネジ８０を示す。段付けネジ８０の段の部分には圧縮コイルばね９０が挿入されており、スクリーンフレーム１０の左右枠をキャビネット２のフレーム２ａ，２ｂ側に押さえる方向に力が作用する。また、段付けネジ８０が左フレーム２ａ、右フレーム２ｂを貫通しているフレームの穴２ｈは段付けネジ８０のネジ径より大きな径の穴であり、スクリーンフレーム１０は上下左右に数ｍｍ程度摺動することが可能な状態でキャビネット２の両フレーム２ａ，２ｂに取り付けられている。

＜スクリーン移動手段＞
プロジェクションユニットは、スクリーン１を上下左右に移動させるスクリーン移動手段として、左フレーム２ａに取り付けられた上下移動ユニット５と、右フレーム２ｂに取り付けられた上下移動ユニット６と、下フレーム２ｃに取り付けられた左右移動ユニット７を備えている。図５に上下移動ユニット５の構成を示す。図５（ａ）は図３（ａ）のＣ部拡大図であり、図５（ｂ）は図３（ｃ）のＤ部拡大図である。

２本の段付けネジ８１によって移動金具２０Ｌが左フレーム２ａの中央付近に位置決めされる。段付けネジ８１は移動金具２０Ｌの長穴２０ａを貫通しており、移動金具２０Ｌは上下方向に摺動自在な状態で左フレーム２ａに固定されている。さらに移動金具２０Ｌの下部には、ステッピングモータ４０Ｌが固定金具３０を用いて左フレーム２ａに固定されており、その回転軸にはおねじ４０ａが加工されている。一方、移動金具２０Ｌの曲げ部２０ｂにめねじ２０ｃが形成され、ステッピングモータ４０Ｌのおねじ４０ａと螺合する。ステッピングモータ４０Ｌの配線端子は光学ユニット３内部の歪検出回路３ａに接続される。移動金具２０Ｌには面取りが施された突起部２０ｄがあり、スクリーンフレーム１０の内側側面に固定された受け金具３５Ｌのコの字状の切欠部３５ａと嵌合している。以上の構成で上下移動ユニット５が形成されている。

上下移動ユニット５と左右対称になるようにして、右フレーム２ｂにも上下移動ユニット６が設けられる。上下移動ユニット６は上下移動ユニット５と同様の構成で移動金具２０Ｒ（図示しないが説明の便宜上２０Ｌと対比させて２０Ｒと呼ぶ）、受け金具３５Ｒ（図示しないが説明の便宜上３５Ｌと対比させて３５Ｒと呼ぶ）を備え、ステッピングモータ４０Ｒ（図示しないが説明の便宜上４０Ｌと対比させて４０Ｒと呼ぶ）で駆動する。また、下フレーム２ｃには上下移動ユニット６を水平に配置した形態の左右移動ユニット７が設けられる。左右移動ユニット７は移動金具２０Ｈ（図示しないが説明の便宜上２０Ｌと対比させて２０Ｈと呼ぶ）、受け金具３５Ｈ（図示しないが説明の便宜上３５Ｌと対比させて３５Ｈと呼ぶ）を備え、ステッピングモータ４０Ｈ（図示しないが説明の便宜上４０Ｌと対比させて４０Ｈと呼ぶ）で駆動する。上下移動ユニット６と左右移動ユニット７の構成は上下移動ユニット５と同様であるため、図示は省略する。

次に、スクリーン移動手段の動作について説明する。ステッピングモータ４０Ｒ、４０Ｌを同時に時計回りに回転させると、上下移動ユニット５，６の移動金具２０が下方向に移動し、受け金具３５を介してスクリーンフレーム１０がキャビネット２に対して下方向に移動してスクリーン１が移動する。逆に、ステッピングモータ４０Ｒ，４０Ｌを同時に反時計回りに回転させると、スクリーンフレーム１０は上方向に移動する。ステッピングモータ４０Ｈを時計回りに回転させると、左右移動ユニット７の移動金具２０は左方向に移動し、受け金具を介してスクリーンフレーム１０は左方向に移動する。以上のようにステッピングモータ４０Ｒ，４０Ｌ，４０Ｈを回転させることにより、キャビネット２に対してスクリーン１を上下、左右に移動させることが出来る。

なお、上下移動ユニット５，６及び左右移動ユニット７において突起部２０ｄは、切欠部３５ａへの挿入方向と垂直な方向にスライド可能な状態で切欠部３５ａと嵌合している。そのため、上下移動ユニット５，６を用いてスクリーンフレーム１０を上下方向に移動させると、移動金具２０Ｈ及びステッピングモータ４０Ｈは下フレーム２ｃに固定されたまま、受け金具３５Ｈのみがスクリーンフレーム１０に追従して移動する。

同様に、左右移動ユニット７を用いてスクリーンフレーム１０を左右方向に移動させた場合も、上下移動ユニット５，６において受け金具３５Ｌ，３５Ｒのみがスクリーンフレーム１０に追従して移動する。

このように、スクリーン移動手段５〜７はステッピングモータ４０Ｌ，４０Ｒ，４０Ｈを備え、ステッピングモータ４０Ｌ，４０Ｒ，４０Ｈの回転量および回転方向に応じてスクリーン１が移動することによって、所望の位置にスクリーン１を移動することが可能である。

＜歪ゲージ＞
プロジェクションユニットはスクリーン１の歪量を検出する歪検出手段として歪ゲージ５０Ｈ、５０Ｌを備えている。歪ゲージ５０Ｈ，５０Ｌは歪量に応じた電圧値を出力する。図６は図３（ｂ）のＢ部拡大図であり、歪ゲージ５０Ｈを示している。水平方向の歪を測定する歪ゲージ５０Ｈはスクリーン１の下側端面の中央付近に接着され、光学ユニット３内部の歪検出回路３ａに接続される。垂直方向の歪を測定する歪ゲージ５０Ｌはスクリーン１の左端面（あるいは右端面）の中央付近（図３（ｃ）のＥ部）に接着され、歪検出回路３ａに接続される。なお、歪ゲージ５０Ｈ、５０Ｌはマルチビジョンを構成するプロジェクションユニットのうち、基準となる一のプロジェクションユニット（基準プロジェクションユニット）が備えていれば良い。

温湿度環境が変化してスクリーン１が伸縮すると、スクリーン１に接着している歪ゲージ５０Ｌ，５０Ｈも伸縮し、歪検出回路３ａにより歪量（伸縮量）が検出される。検出した歪量に応じた指令が制御プログラム３ｂによってモータ駆動回路３ｃに与えられ、ステッピングモータ４０Ｌ，４０Ｒ，４０Ｈの回転量とその方向が制御される。

図１に示す縦３面×横３面にスクリーンが設置されたマルチビジョンを例に、上記の動作を説明する。１面当たりのスクリーンサイズを横１０００ｍｍ、縦８００ｍｍとする。中央のスクリーン１ａを基準に周辺のスクリーンをその伸縮に応じて移動させる。例えば環境温度が上昇して、スクリーン１ａの歪ゲージ５０Ｈ，５０Ｌの検出値が共に＋０．１％であったとすると、スクリーン１ａは横方向に１ｍｍ、縦方向に０．８ｍｍ膨張している。すなわち、横寸法は片側０．５ｍｍずつ大きくなり、縦寸法は片側０．４ｍｍずつ大きくなっている。スクリーン１ａの右隣のスクリーン１ｂは、自身も同じく横寸法が片側０．５ｍｍ大きくなっているため、スクリーン１ｂを右に１ｍｍ移動させることにより、スクリーン１ａとの間隔を一定に保つことが出来る。

同様に、スクリーン１ａの下隣にあるスクリーン１ｃは縦方向に片側０．４ｍｍずつ膨張しているため、０．８ｍｍ下に移動させることによってスクリーン１ａとの間隔を一定に保つことが出来る。スクリーン１ａの右下のスクリーン１ｄについては、右方向に１ｍｍ、下方向に０．８ｍｍ移動させることによってスクリーン１ａとの間隔を一定に保つことが出来る。その他のスクリーンについても同様である。

上述の動作をさせるように、光学ユニット３の制御プログラム３ｂには設置面数に応じて歪量に対する各スクリーンの移動量を予め設定しておく。環境温度が下降してスクリーンが収縮し、歪量が例えば−０．１％になった場合、各スクリーンを上述したのと逆方向に移動するように設定する。

このように本発明の画像表示装置は、単位画像表示装置の画面を構成するスクリーン１の歪量を検出する歪検出手段（歪ゲージ５０Ｈ，５０Ｌ）と、歪量に基づきスクリーン１の移動量を決定する制御手段（制御プログラム３ｂ）と、決定したスクリーン１の移動量に基づきスクリーン１を上下左右に移動させるスクリーン移動手段（上下移動ユニット５，６、左右移動ユニット７）とを備える。スクリーンの歪量に応じてスクリーン間の隙間が０になるように各スクリーンを制御することによって、温湿度環境が変化してもスクリーンの目地幅を最小に保つことが出来る。

なお、スクリーン１が移動しても映像が欠落しないように、映像はオーバースキャンさせて投影させる。上記では温度変化によりスクリーン１が伸縮した場合の動作について説明したが、湿度による伸縮についても移動ユニット５〜７は同様の動作を行う。

＜効果＞
本実施の形態の画像表示装置によれば、以下の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の画像表示装置は、単位画像表示装置の画面を上下左右に配列して大画面を構成するマルチビジョン型の画像表示装置であって、単位画像表示装置の画面を構成するスクリーン１の歪量を検出する歪検出手段（歪ゲージ５０Ｈ，５０Ｌ、歪検出回路３ａ）と、歪量に基づきスクリーン１の移動量を決定する制御手段（制御プログラム３ｂ）と、決定したスクリーン１の移動量に基づきスクリーン１を上下左右に移動させるスクリーン移動手段（上下移動ユニット５，６、左右移動ユニット７）とを備える。スクリーン１の歪量に応じてスクリーン１間の隙間が０になるように各スクリーン１のスクリーン移動手段を制御することにより、温湿度環境が変化してもスクリーンの目地幅を最小に保ち、品位の高い映像が得られる。

また、歪検出手段（歪ゲージ５０Ｈ，５０Ｌ、歪検出回路３ａ）を基準となる一の単位画像表示装置である基準単位画像表示装置にのみ設け、その検出値を全ての単位画像表示装置に適用することにより、各画像表示装置に歪検出手段を設ける場合に比べてコストを削減することが出来る。

また、制御手段（制御プログラム３ｂ）を基準単位画像表示装置にのみ設け、全ての単位画像表示装置に対する制御を司らせることにより、各画像表示装置に制御手段を設ける場合に比べてコストを削減することが出来る。

さらに、スクリーン移動手段５〜７はステッピングモータを備え、ステッピングモータの回転量および回転方向に応じてスクリーン１が移動する構成にすることによって、温湿度環境が変化してもスクリーンの目地幅を最小に保ち、品位の高い映像が得られる。

また、歪検出手段は歪ゲージを備えることにより、歪ゲージの出力電圧からスクリーンの歪量を検出することが出来る。

さらに、スクリーン移動手段５〜７はステッピングモータ４０Ｌ、４０Ｒ、４０Ｈを備え、ステッピングモータ４０Ｌ、４０Ｒ、４０Ｈの回転量および回転方向に応じてスクリーン１が移動する構成にすることによって、温湿度環境が変化してもスクリーン１の目地幅を最小に保ち、品位の高い映像が得られる。

また、歪検出手段は歪ゲージ５０Ｈ，５０Ｌを備えることにより、歪ゲージ５０Ｈ，５０Ｌの出力電圧からスクリーン１の歪量を検出することが出来る。

さらに、歪ゲージ５０Ｈ，５０Ｌをスクリーン１の下端面中央と、右又は左端面中央に接着して設けることにより、それぞれスクリーン１の縦方向の歪量と横方向の歪量を検出することが出来る。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ スクリーン、２ キャビネット、２ａ 左フレーム、２ｂ 右フレーム、２ｃ 下フレーム、２h 穴、３ 光学ユニット、３ａ 歪検出回路、３ｂ 制御プログラム、３ｃ モータ駆動回路、４ 反射ミラー、５、６ 上下移動ユニット、７ 左右移動ユニット、１０ スクリーンフレーム、２０Ｌ、２０Ｒ、２０Ｈ 移動金具、２０ａ 長穴、２０ｂ 曲げ部、２０ｃ めねじ、３０ 固定金具、３５Ｌ、３５Ｒ、３５Ｈ 受け金具、３５ａ 切欠部、４０ａ おねじ部、４０Ｌ、４０Ｒ、４０Ｈ ステッピングモータ、５０Ｌ、５０Ｈ 歪ゲージ、８０、８１ 段付けネジ、９０ 圧縮コイルばね。

Claims (6)

1. 単位画像表示装置の画面を上下左右に配列して大画面を構成するマルチビジョン型の画像表示装置であって、
   前記単位画像表示装置の画面を構成するスクリーンの歪量を検出する歪検出手段と、
   前記歪量に基づき前記スクリーンの移動量を決定する制御手段と、
   前記決定したスクリーンの移動量に基づき前記スクリーンを上下左右に移動させるスクリーン移動手段とを備える画像表示装置。
2. 前記歪検出手段は基準となる一の単位画像表示装置である基準単位画像表示装置にのみ設けられ、その検出値は全ての前記単位画像表示装置に適用される、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記制御手段は前記基準単位画像表示装置にのみ設けられ、全ての前記単位画像表示装置に対する制御を司る、請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記スクリーン移動手段はステッピングモータを備え、
   前記ステッピングモータの回転量および回転方向に応じて前記スクリーンが移動する、請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置。
5. 前記歪検出手段は歪ゲージを備える、請求項１〜４のいずれかに記載の画像表示装置。
6. 前記歪ゲージは、前記スクリーン１の下端面中央と、右又は左端面中央に接着された請求項５に記載の画像表示装置。

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