JP2015161766A

JP2015161766A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2015161766A
Application number: JP2014036320A
Authority: JP
Inventors: 高田　昌和; Masakazu Takada; 昌和高田; 小笠原　真也; Shinya Ogasawara; 真也小笠原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2015-09-07

Abstract

【課題】表示される画像を良好に視聴することが可能となるような湾曲形状のパネルを備えた画像表示装置を実現することを目的とする。
【解決手段】上記の目的を実現するために本発明の画像表示装置は、湾曲形状の表示パネル１０を備えた画像表示装置であって、前記表示パネル１０の湾曲形状が、視聴者１１の位置からの表示パネル１０面に対する視野角が、表示パネル１０面全域に亘って略同一となるよう調整することが可能なように構成した画像表示装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示装置に関し、より詳しくは、湾曲形状の表示パネル（以下、パネル）を備える画像表示装置に関する。

テレビ等の画像表示装置に使用される、例えば、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル、等の「パネル」においては、視聴者の視点とパネルの視聴部との距離や視野角が、パネルの中央部と端部等とで異なってしまう。この異なりは、画像表示装置が大画面化し、それに伴いパネルも大板化するほど顕著となる。

そしてこの異なりにより、パネルの中央部と比較して端部では画像が歪んで見えたり、輝度・色度が異なって見えたりする等、良好な画像の視聴には不具合となってしまう場合があった。

この不具合を解決するために、例えば、パネル全体を湾曲させ、ある定点から見た場合の視点と視聴部との距離・視野角がパネル全体で略均一となるようにする技術が知られている。

しかしながら上述した湾曲形状のパネルにおいては、パネルの湾曲は、ある限られた範囲内から視聴した場合に視聴距離や視野角のパネル内での差異が最少となるよう最適化された値で固定されるものであり、したがって、その良好な画像の視聴には、ある限られた範囲内で視聴しなければならないという欠点があった。

そこで、特開平１０−０２６７５４号公報においては、パネルの曲率を連続的に可変することで、良好な画像を視聴できる範囲を拡大する技術が開示されている。

特開平１０−０２６７５４号公報

しかしながら、特開平１０−０２６７５４号公報においても、視聴者とパネルとの距離・視野角の差を略均一にするという効果が十分には得られない場合があり、特に、視聴者が複数の場合、顕著であった。

本発明は上述に鑑みてなされたものであり、表示される画像を良好に視聴することを可能とする湾曲形状のパネルを備えた画像表示装置を実現することを目的とする。

上記目的を実現するために本発明の画像表示装置は、湾曲形状の表示パネルを備えた画像表示装置であって、前記表示パネルの湾曲形状を、視聴者の位置から表示パネル面に対する視野角が全域に亘って略同一となるよう調整可能に構成した、ものである。

本発明によれば、表示される画像を良好に視聴することを可能とする湾曲形状のパネルを備えた画像表示装置を実現することができる。

本発明の一実施の形態による画像表示装置を説明するための、パネルの形状を模式的に示す平面図同じく、本発明の一実施の形態による画像表示装置を説明するための、パネルの形状を模式的に示す平面図本発明の一実施の形態による画像表示装置１２を模式的に示す正面図図３におけるカメラからの画像を模式的に示す概略図パネルの湾曲形状を決定する際のフロー図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図図６に例示した構成を、背面から示す図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図バイモルフ構成での湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図本発明の一実施の形態による画像表示装置の外観を模式的に示す斜視図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図図１１におけるＡ部拡大図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図図１４におけるピストン部を模式的に示す概略拡大図図１４におけるピストン部を模式的に示す概略拡大図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図図１８におけるアーム部を模式的に示す概略拡大図本発明の一実施の形態による画像表示装置におけるシャーシの概略構成を模式的に示す図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図本発明の一実施の形態による画像表示装置が備える湾曲形状付与機構を模式的に示す概略図

以下、本発明の一実施の形態による画像表示装置について図面を用いて説明する。

図１、図２は本発明の一実施の形態による画像表示装置を説明するための、パネルの形状を模式的に示す平面図である。

本発明の一実施の形態による画像表示装置では、図１に示すように、それに用いられるパネル１０は、視聴者１１との距離に応じて、その視聴者１１の視点が中心となる円弧の一部となるよう、湾曲形状となる。これにより、視聴者１１は、パネル１０の面内のいずれの領域に対しても、略同一の視野角、および略同一の距離で視聴することができ、面内全域で略均一な良好な画像の視聴が可能となる。

また、図２に示すように、視聴者１１が複数、並んで視聴する、という場合においては、本発明の一実施の形態による画像表示装置では、視聴者１１の、パネル１０両端部での視野角θｂ、θｃが、パネル１０中央部での視野角θａと略等しくなるようにパネル１０を湾曲させる。これにより、視聴者１１は、パネル１０面内の中央部と両端部において略同一の視野角から視聴することができ、略均一な良好な画質の画像の視聴が可能となる。なおこの場合、パネル１０は長手方向に関して、左右非対称に湾曲する場合もある。

なお、パネル１０の中央部と両端部の間においては、曲率は滑らかに変化することが望ましい。曲率が急激に変化してしまうとその部分で映像が歪んでしまい、その結果、パネル１０で表示される画像の品質が悪くなってしまうためである。

また、図１、図２のようにパネル１０の正面から視聴することを想定した場合は、より好ましくは曲率が一定となることが望ましい。こうすれば、面内のいずれの場所においても、視聴距離・視野角が同一となるからである。

このθｂ、θｃの決定方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。図３は、本発明の一実施の形態による画像表示装置１２を模式的に示す正面図である。図３に示すように、例えば額縁部１３の上部の中央部および左右両端部にカメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃを取り付ける。そしてまず、中央部のカメラ３０ａの画像から、図４に示すように視聴者１１の視点の位置を認証し、カメラ中心線４０からの距離ｘａを算出する。カメラ３０ｂにおいても同様に距離ｘｂを算出し、図５に示すようなブロック図のフローに従って、「ｘａ＝ｘｂ」となるようパネル１０の湾曲形状を調整する。なお、湾曲形状の調整は、別途、設けた湾曲形状付与機構を駆動することにより適宜、行えばよい。

ｘｃに関しても、上述と同様に調整する。視聴者とカメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃとの距離はほぼ同等とみなせるので、ｘａ＝ｘｂ＝ｘｃとすることで、ほぼθａ＝θｂ＝θｃとみなすことができ、もって、視聴者から見て、パネルの中央部と左右両端部とで、歪みや輝度・色度の異なりが抑制された、良好な画像表示が可能な画像表示装置が実現できる。

なお、図１の場合においては、ｘａ＝ｘｂ＝ｘｃ＝０、つまり視聴者１１が中心線４０上にくるようパネル１０の湾曲形状を調整すればよい。

ここで、上述におけるパネル１０を湾曲形状に調整する機構（以下、湾曲形状付与機構）としては、以下を例示的に挙げることができる。

まずは、熱膨張率の異なる二つの金属、または合金を貼り合せたバイメタル構成を用いる構成である。

図６は、本発明の一実施の形態による画像表示装置における、バイメタル構成による湾曲形状付与機構を上面から見た模式図であり、高熱膨張率の平板６０と、低熱膨張率の平板６１を貼り合せたバイメタルを、パネル１０の背面側に貼り合せた構成とする（図６（ａ））。この状態でバイメタル構成へ熱を付加することによりパネル１０に湾曲形状を付与する（図６（ｂ））。

ここで、以上の構成における高熱膨張率の平板としては、マンガン・銅・ニッケル合金などを使用することができ、低熱膨張率の平板としては、鉄ニッケル合金などを使用することができる。

図７は、図６に例示した構成を、より具体的に背面から示す図であり、パネル１０の長手方向と平行な向きに、上記バイメタル８０ａ、８０ｂが、パネル中心線８３に対し左右に各一個ずつ配置されている。左右のバイメタル８０ａ、８０ｂは、それぞれ、加熱機構８１ａ、８１ｂ、冷熱機構８２ａ、８２ｂとつながっており、互いに独立に温度の調整が可能である。これにより、図３の場合における、θｂ、θｃをそれぞれ個別に調整可能となる。

また、別の形態として、図８に示すように、バイメタル８０ａ、８０ｂ、８３ａ、８３ｂ、８６ａ、８６ｂをパネル１０の高さ方向に対して複数並べ、それぞれに、加熱機構８１ａ、８１ｂ、８４ａ、８４ｂ、８７ａ、８７ｂ、および、冷熱機構８２ａ、８２ｂ、８５ａ、８５ｂ、８８ａ、８８ｂを設けることにより、図７に示した構成に比べ、高さ方向に対しても、より均一に湾曲形状を付与することができる。

また、熱膨張率の異なる平板の貼り合せるバイメタル構成の代わりに、図９に模式的に示すように、２枚の圧電セラミックス７０、７１を互いに分極方向が同じとなる向きに貼り合せた構造とし、両面に同電圧を印加することで互いに逆向きへの電場を発生させ、横圧電効果により片方を伸長、他方を収縮させることにより湾曲形状を付与するバイモルフ構成としても、上記バイメタルを用いた構成と同様の効果を得ることが可能である。

また、湾曲形状付与機構の別の例としては、パネル１０の両端部への応力印加による湾曲形状付与機構が挙げられる。

図１０は、本発明の一実施の形態による画像表示装置の外観を模式的に示す斜視図であり、筐体１３内にパネル１０、および湾曲付与機構（図示せず）を備える。

以下、湾曲付与機構の具体的な構成を例示する。パネル１０の両端部へ応力を印加する方向としては、パネル１０の面に対して平行な方向と垂直な方向が考えられる。

図１１、図１２は、パネル１０の面に対して平行な方向に応力を印加することでの湾曲形状付与機構を模式的に示す上面図、正面図である。パネル１０の左右の両辺部には、鉛直な方向へ支柱１１０を設置する。支柱１１０としては、金属やプラスチック等を使用することができるが、曲率付与のための応力を支柱１１０両端に加えた場合でも支柱１１０自体が変形しない程度の剛性を有する必要がある。

この支柱１１０の上下両端を、図１３に図１１でのＡ部拡大図を示すように、ナット１１１を用い、パネル１０の上下のフレーム部前方に、水平な方向へ設置したねじ軸１１２に固定する。このねじ軸１１２が、モーター１１３により回転し、ナット１１１を長手方向へ変位させることで、パネル１０両端部へ応力を印加する。

なお、ねじ軸１１２はモーター１１３により筺体１００に固定されており、パネル１０とはナット１１１を通してのみ接続されている。さらに、パネル１０の中央部を、パネル１０面に対して垂直な方向にのみ変位し、長手方向には変位しないようガイド１１４により筺体１００の背面に接続することで、両端部への応力印加によりパネル１０を湾曲させる。左右のモーター１１３それぞれを個別に制御することで、パネル１０の左右で個別に湾曲形状の調整が可能である。

図１４、図１５は、パネル面に対して垂直な方向へ応力を印加することでの湾曲形状付与機構を模式的に示す上面図、正面図である。パネル１０の左右フレーム部の背面に、鉛直な方向へ支柱１１０を設置する。この支柱１１０の両端を、筺体１３に固定された図１６で示すようなピストン１４１のシリンダ１４２で背面から押すことにより、パネル１０両端部へ応力を印加する。さらに、パネル１０の中央部を、支柱１４０により筺体１３に固定することで、両端部への応力印加によりパネル１０を湾曲させる。

なお、湾曲の度合いに応じ、支柱１１０の位置がパネル１０の長手方向に対して多少移動するため、ピストン１４１とパネル１０の支柱１１０は、互いには固定せず、互いに接触するだけのスライドできる構造とする方が良い。また、ピストン１４１が支柱１１０と接触する面は、それに応じて長手方向の幅を長くする必要がある。例えば、図１７に示すように、両端のシリンダ１４２の上端面に、支柱１１０に対する外れ防止用部材１４３を設けた構造が望ましい。

また、パネル１０面に対して垂直な方向へ応力を印加することでの湾曲形状付与機構の別の例としては、図１８に上面から状態を模式的に示すように、ウォームギア１７０により、アーム１７１の接続されたギア１７２を駆動することにより、支柱１１０を押す、という機構も挙げられる。この場合も、アーム１７１の支柱１１０とは接触するだけの構造とし、アーム１７１には、支柱１１０との外れを防止する目的で、図１９で示すような、つめ１４４を設けるのが好ましい。

ここで、パネル１０の両端部への応力印加による湾曲形状付与機構を使用した場合、パネル１０の中央部および両端部の３点で曲率を付与することになるため、パネル１０に対して加わる応力が長手方向に対して不均一となり、中央部に対して周辺部が極端に湾曲した構造になるなど、パネル１０として歪んだ形状になる場合がある。

そこで、パネル１０を、歪みの少ない、滑らかな湾曲形状とするために、画像表示装置が備える、パネル１０を保持するためのシャーシに対し、その剛性を長手方向で変化させ、もって、なめらかな曲率、あるいは、好ましくは一定の曲率が得られる構造とする。具体的には、シャーシの厚みを長手方向で変化させる、あるいは、シャーシに使用する部材の構成を長手方向で変化させるなどの構造により、シャーシのヤング率を長手方向で変化させることで実現できる。なお、シャーシの長手方向のヤング率の決定は、はりの曲げの計算に一般的に次に示す弾性方程式（数１）において、たわみ：ｖが長手方向：ｘに対して望みの曲線となるよう設計すればよい。

また、別の湾曲形状付与機構としては、パネル１０の長手方向の剛性を下げ、物理的に小さな応力の印加でパネル面を直接変位させることでの湾曲形状付与機構が挙げられる。

また、背面にシャーシを配設した、パネル１０とシャーシとの一体構造において、その長手方向の剛性を下げる具体例としては、例えば図２０に示すように、シャーシ２００を、その形状を維持するための節２０１と、その節２０１を、自由に変形可能な平板２０２に編み込んだ構造が挙げられる。節２０１としては、金属、ガラス、硬質プラスチックなどを使用することができ、平板２０２としては、一般のフレキシブルディスプレイ等に使用される、湾曲性のあるプラスチック平板などを使用することができる。

また、パネル１０を湾曲させる構造としては、例えば、図２１に示すようなレール２１０に沿わせる形で湾曲形状を付与すればよい。図２２は、図２１の上面図であり、パネル１０の中央２２０、および左右両端２２１により湾曲形状を付与している。

また、別の形態としては、図２３に示すように、図２０の節２０１の位置ごとにレールを配置する構造とすることで、よりなめらかな湾曲形状とすることができる。

ここで、以上の説明においては、パネル１０は、視聴中においては上述したような良好な湾曲形状に変形した状態となっているが、視聴が終了した際には、パネル１０の形状は湾曲から平板（フラット）な形状へと自動的に戻るように構成することが好ましい。なぜならば、視聴後もパネル１０が湾曲した状態のままでは、収納性の面で不利であると同時に、パネル１０を湾曲形状のままとした場合、パネル１０は通常、フラットな形状で作製されるため、それを湾曲させた状態とすることは、パネル１０に曲げ応力がかかり続けた状態となるため、製品寿命の面からみても不利となるためである。すなわち、視聴後、パネル１０を自動的に湾曲状態からフラットな状態に戻すように構成することで、収納性や製品寿命を向上させることができる。

以上のように本発明は、有機ＥＬ表示装置など、駆動トランジスタを備える表示装置を製造する上で有用な発明である。

１０パネル
１１視聴者
１２画像表示装置
１３筐体
３０ａ，３０ｂ，３０ｃカメラ
４０カメラでの取得画像の中心線
６０高熱膨張率の平板
６１低熱膨張率の平板
７０，７１圧電セラミックス
７２圧電セラミックスの分極方向
８０ａ，８０ｂバイメタル
８１ａ，８１ｂ加熱機構
８２ａ，８２ｂ冷熱機構
８３パネルの中心線
１１０支柱
１１１ナット
１１２ねじ軸
１１３モーター
１１４ガイド
１４０支柱
１４１ピストン
１４２シリンダ
１４３外れ防止用部材
１４４つめ
１７０ウォームギア
１７１アーム
１７２ギア
２００シャーシ
２０１節
２０２平板
２１０レール
２２１支柱

Claims

湾曲形状の表示パネルを備えた画像表示装置であって、
前記表示パネルの湾曲形状を、
視聴者の位置から表示パネル面に対する視野角が全域に亘って略同一となるよう調整可能に構成した、
画像表示装置。
前記湾曲形状は、視聴後は、自動的に湾曲形状からフラット形状へと変形する、請求項１に記載の画像表示装置。