JP2016102817A

JP2016102817A - 背面投射型映像表示装置

Info

Publication number: JP2016102817A
Application number: JP2014239503A
Authority: JP
Inventors: 中野　勇三; Yuzo Nakano; 勇三中野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: JP6418916B2

Abstract

【課題】環境変化に起因してスクリーンに反り、撓み、または伸縮などが発生することを抑制してスクリーンを安定的に保持し、スクリーン上に映像の欠陥部を生じさせない背面投射型映像表示装置を提供する。【解決手段】背面投写型映像表示装置は、フレネルレンズ２１の端縁部に固定されるスクリーン保持部材４と、スクリーン保持部材４を介して透過型スクリーン２を支持するスクリーン支持枠体と、フレネルレンズ２１の端縁部とスクリーン保持部材４の前方側先端面とを固定する接着剤１３と、片面粘着耐熱テープ１１と、熱接着樹脂シート１２とを備え、熱接着樹脂シート１２は片面粘着耐熱テープ１１に接着されず、フレネルレンズ２１は片面粘着耐熱テープ１１によってスクリーン保持部材４に固定され、レンチキュラーレンズ２２は片面粘着耐熱テープ１１を跨ぐ熱接着樹脂シート１２によってスクリーン保持部材４に固定されている。【選択図】図４

Description

本発明は、背面投射型映像表示装置に関し、特に背面投射型映像表示装置を複数配列して大画面を構成するマルチビジョン用の背面投射型映像表示装置の透過型スクリーンの保持構造に関するものである。

近年、各種監視システム用途またはショッピングモールのサイネージ用途などで大画面ディスプレイが注目されている。大画面を構成する方法としては、複数の背面投射型映像表示装置、または液晶表示装置等を上下左右に組み合わせて構成するマルチビジョンが一般的となっている。背面投射型映像表示装置は、一般的に投射装置からの映像光を透過型スクリーンの背面から投射して透過型スクリーン上に映像を表示する装置である。

従来のマルチビジョン用の背面投射型映像表示装置として、例えば、特許文献１に開示された装置がある。特許文献１に記載の背面投射型映像表示装置は、透過性を有するシート状部材を２枚重ね合わせて構成される透過型スクリーンと、当該透過型スクリーンの背面端縁部を支持する支持部材と、透過型スクリーンの背面に向けて映像を投影する投射ユニットとを備えている。透過型スクリーンの２枚のシート状部材の側面全周に粘着シートを貼り付けることで、透過型スクリーンを構成する２枚のシート状部材同士を連結している。

ここでは、透過型スクリーンを構成する２枚のシート状部材は、光源からの光を略平行光に変換するフレネルレンズと、結像および拡散による視野角確保を目的とするレンチキュラーレンズである。第１の粘着テープによって連結された透過型スクリーンの側面とスクリーン支持部材の側面の一部に渡って第２の粘着テープが全周貼り付けられている。

マルチビジョンを用いた大画面監視システムでは、複数の背面投射型映像表示装置を縦横方向につなぎ合わせて大画面映像を表示しているが、各スクリーン画面間の目地幅、すなわち、映像の表示されない領域を極力小さくする必要があり、各背面投射型映像表示装置におけるスクリーン保持構造において、前記目地幅を小さくしながら、保持強度の高い構造が要求されている。

特許文献１に記載の背面投射型映像表示装置においては、目地幅を小さくするために、スクリーン支持枠体から前方に突出する形で遮光機能を有するスクリーン支持部材が設けられ、樹脂製のフレネルレンズの外周端面にはスクリーン支持部材の先端部と面一で嵌合するように切欠形状部が形成されている。このフレネルレンズの切欠形状部とスクリーン支持部材の先端部が嵌合した状態で、レンチキュラーレンズとともに粘着テープにてスクリーン支持部材に一体的に粘着固定されている。

また、特許文献２に記載の背面投射型映像表示装置においては、フレネルレンズとレンチキュラーレンズの側面全周に渡るように第１の粘着シートが配設され、さらにその上からフレネルレンズとレンチキュラーレンズの側面およびスクリーン支持部材の側面の一部に跨り、全周に渡るように第２の粘着シートが配設されている。すなわち、レンチキュラーレンズは２種類の粘着シートでフレネルレンズおよびスクリーン支持部材に固定されている。また、一体化されたフレネルレンズとレンチキュラーレンズが更に付勢金具によってスクリーン支持部材に保持され、かつ、スクリーン支持部材は金属製のスクリーン支持枠体に取り付けられている。これにより、フレネルレンズとレンチキュラーレンズから構成される透過型スクリーンが一体的に保持されて保持強度を確保しながら低コストで細目地幅を実現している。

さらに、特許文献３に記載の背面投射型映像表示装置においては、レンチキュラーレンズとフレネルレンズの各端面の間に断面がＴ字状の部材を挿入することで、粘着テープよりも接着強度の高い接着剤固定を実現している。

特開２００６−９８５３５号公報特開２００６−２５９２２９号公報特開２００７−１２７９５０号公報

特許文献１に記載の背面投射型映像表示装置においては、フレネルレンズとレンチキュラーレンズがその外周端面において同一の粘着テープによってスクリーン支持部材に固定されている。そのため、輸送または倉庫保管時における温度または湿度などの環境変化に起因してフレネルレンズおよびレンチキュラーレンズに伸縮が生じた場合に、レンチキュラーレンズおよびフレネルレンズは、それぞれの外周部において応力が集中し、接着されていないそれぞれの中央部に反り変化となって現れ、セパレーション等の不具合が発生するという問題点があった。

また、フレネルレンズとレンチキュラーレンズは側面において同一の粘着テープで保持されてはいるが、側面は非常に小さな面積であるために、フレネルレンズとレンチキュラーレンズの伸縮差または別々の反り挙動に負けて粘着テープの浮きまたは剥がれが発生する等の問題点があった。さらに、粘着テープの粘着力のみによる保持であるため、僅かではあるがレンチキュラーレンズの自重によってスクリーンが落ち込む等の問題点があった。

特許文献２に記載の背面投射型映像表示装置においては、通常、透過型スクリーンに使用される樹脂の線膨張係数は、金属製支持枠体の線膨張係数よりも大きい。そのため、輸送または倉庫保管時における温度または湿度などの環境変化に起因して透過型スクリーンに反りまたは寸法変化が生じた場合に、透過型スクリーンと当該スクリーンを保持する金属製支持枠体との膨脹または収縮差によって透過型スクリーンに反りまたはセパレーションが発生するという問題点があった。

また、フレネルレンズとレンチキュラーレンズは側面において同一の粘着テープで保持されてはいるが、側面は非常に小さな面積であるために、フレネルレンズとレンチキュラーレンズの伸縮差または別々の反り挙動に負けて粘着テープの浮きまたは剥がれが発生する等の問題点があった。

特許文献３に記載の背面投射型映像表示装置においては、外周部においてレンチキュラーレンズとフレネルレンズとの間に間隙ができるため、透過型スクリーンの周辺部においてフォーカスが少しあまくなったり、映像が歪んだりするという問題点があった。

そこで、本発明は、環境変化に起因してスクリーンに反り、撓み、または伸縮などが発生することを抑制してスクリーンを安定的に保持し、スクリーン上に映像の欠陥部を生じさせない背面投射型映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る背面投射型映像表示装置は、投射ユニットから投射される映像を透過型スクリーンの背面から投影する背面投射型映像表示装置であって、前記透過型スクリーンは、前面側スクリーンシートと背面側スクリーンシートとを重ね合わせて構成され、前記背面側スクリーンシートの端縁部に固定されるスクリーン保持部材と、前記スクリーン保持部材を介して前記透過型スクリーンを支持するスクリーン支持枠体と、前記背面側スクリーンシートの端縁部と前記スクリーン保持部材の前方側先端面とを固定する接着剤と、前記背面側スクリーンシートの側面部から前記スクリーン保持部材の前方側側面部に渡って貼り付けられる粘着テープと、前記前面側スクリーンシートの側面部から前記スクリーン保持部材の後方側側面部に渡って前記粘着テープを跨ぐように貼り付けられる接着シートとを備え、前記接着シートは前記粘着テープに接着されず、前記背面側スクリーンシートは前記粘着テープによって前記スクリーン保持部材に固定され、前記前面側スクリーンシートは前記粘着テープを跨ぐ前記接着シートによって前記スクリーン保持部材に固定されるものである。

本発明によれば、接着シートは粘着テープに接着されず、背面側スクリーンシートは粘着テープによってスクリーン保持部材に固定され、前面側スクリーンシートは粘着テープを跨ぐ接着シートによってスクリーン保持部材に固定される。

したがって、輸送または倉庫保管時における温度または湿度などの環境変化が発生した際に、背面側スクリーンシートと前面側スクリーンシートがそれぞれ別々に伸縮することができるため、これらのスクリーンシートの反りおよび撓みが抑制され、セパレーション発生も抑制される。また、それぞれのスクリーンシートが固定されている粘着テープおよび接着シートの固定部において、粘着テープと接着シートの浮きおよび剥がれの発生も抑制できる。

以上より、環境変化に起因して透過型スクリーンに反り、撓み、または伸縮などが発生することを抑制して透過型スクリーンを安定的に保持することができ、さらに、前面側スクリーンシートと後面側スクリーンシートとの間に間隙を設ける構造ではないため、透過型スクリーン上に映像の欠陥部を生じさせない。

実施の形態に係る背面投射型映像表示装置の概略構成を示す斜視図である。複数の背面投射型映像表示装置からなるマルチビジョンの概略構成を示す斜視図である。図２のS1-S1線またはS2-S2線断面図である。図３の透過型スクリーン保持構造の断面構成を示す拡大図である。図３の透過型スクリーン保持構造の断面構成において、温度変化でレンチキュラーレンズが伸びた状態を示す拡大図である。

＜実施の形態＞
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態に係る背面投射型映像表示装置１０の概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、背面投射型映像表示装置１０は、筐体１、透過型スクリーン２、投射ユニット３、スクリーン保持部材４およびスクリーン支持枠体５を備えており、投射ユニット３から投射される映像を透過型スクリーン２の背面から投影する装置である。

透過型スクリーン２は、後述する図３から図５に示すように、レンチキュラーレンズ２２（前面側スクリーンシート）とフレネルレンズ２１（後面側スクリーンシート）とを重ね合わせて構成されている。なお、背面投射型映像表示装置１０の各構成要素の説明については後述する。

次に、マルチビジョンについて説明する。図２は、複数（４つ）の背面投射型映像表示装置１０からなるマルチビジョンの概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、マルチビジョンは、例えば、垂直方向に２つ、水平方向に２つの背面投射型映像表示装置１０を組み合わせて構成されている。水平方向に配置された２つの背面投射型映像表示装置１０間の水平方向におけるスクリーン間隔（以下、「目地幅」という）ＷＡ、垂直方向に配置された２つの背面投射型映像表示装置１０間の垂直方向における目地幅ＷＢをできる限り小さくするために、各筐体１と各スクリーン支持枠体５は、相対的に線膨張係数の小さな金属製フレームによって骨組みが構成されている。さらに、樹脂製の各透過型スクリーン２は、ＮＣ加工によって製造することで寸法ばらつきを抑制し、かつ、各透過型スクリーン２を保持するスクリーン保持部材４に対して弾性を持たせている。これにより、環境変化時において、相対的に線膨張係数の小さな金属製のスクリーン支持枠体５に対し、相対的に線膨張係数の大きな樹脂製の透過型スクリーンの伸縮、反り、および撓み変化を吸収する構成としている。

また、詳細については図４において後述するが、背面投射型映像表示装置１０は、接着剤１３、片面粘着耐熱テープ１１（粘着テープ）および熱接着樹脂シート１２（接着シート）をさらに備え、厚みが８０μｍの片面粘着耐熱テープ１１と、厚みが１１０μｍの熱接着樹脂シート１２によって、透過型スクリーン２を構成するフレネルレンズ２１およびレンチキュラーレンズ２２を保持することで目地幅を抑える構成としている。

次に、背面投射型映像表示装置１０の透過型スクリーン保持構造について説明する。図３は、図２のS1-S1線またはS2-S2線断面図であり、図４は、図３の透過型スクリーン保持構造の断面構成を示す拡大図であり、図５は、図３の透過型スクリーン保持構造の断面構成において、温度変化でレンチキュラーレンズ２２が伸びた状態を示す拡大図である。なお、図３、図４および図５においては、投射ユニット３から投射される映像である投射光３００を図示している。

図３に示すように、スクリーン保持部材４は、フレネルレンズ２１の背面側の端縁部に固定されている。スクリーン支持枠体５は、スクリーン保持部材４を介して透過型スクリーン２を支持する部材であり、スクリーン保持部材４の背面側にネジなどの固定部材６で固定されている。

図３と図４に示すように、フレネルレンズ２１は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはメチルメタクリレート・スチレン共重合材（ＭＳ）などのアクリル系樹脂で構成されている。スクリーン保持部材４は、フレネルレンズ２１と同等の線膨張係数を有する同一系統のアクリル系樹脂で構成されている。

片面粘着耐熱テープ１１は、耐熱温度が２００℃以上のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂基材の接着面側に接着性処理を施した上にアクリル系感圧型粘着剤を塗布して形成し、アクリル系樹脂製のフレネルレンズ２１と高い接着性を確保している。逆に、非貼付面側はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）基材によって非粘着性（非接着性）および滑り性が高い特徴を有している。

フレネルレンズ２１は端縁部において、スクリーン保持部材４の先端部（前方側先端面）と接着剤１３によって強固に固定され、かつ、片面粘着耐熱テープ１１によって、フレネルレンズ２１の側面部２１ａとスクリーン保持部材４の前方側側面部４ａが補助的に固定されている。これにより、フレネルレンズ２１とスクリーン保持部材４は、冗長性をもって一層強固に一体化されている。ここで、接着剤１３は溶剤型接着剤である。

レンチキュラーレンズ２２は、フレネルレンズ２１と同様に、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはメチルメタクリレート・スチレン共重合材（ＭＳ）などのアクリル系樹脂で構成されている。熱接着樹脂シート１２は、エポキシ樹脂含浸型加熱硬化タイプの接着シートである。熱接着樹脂シート１２は、前方側部分と後方側部分、より具体的には、レンチキュラーレンズ２２の側面部２２ａとスクリーン保持部材４の後方側側面部４ｂに対応する位置に設けられる接着部１２ａを備えている。

レンチキュラーレンズ２２の側面部２２ａにおいて、熱接着樹脂シート１２は強固に接着され、かつ、熱接着樹脂シート１２は片面粘着耐熱テープ１１を跨ぐ形でスクリーン保持部材４の後方側側面部４ｂに強固に接着されている。ここで、熱接着樹脂シート１２は、片面粘着耐熱テープ１１を跨いでいるものの、片面粘着耐熱テープ１１には接着されていない。熱接着樹脂シート１２は、アイロンなどの加熱器によって１２０℃から１５０℃の加熱と加圧を所定時間加えることによって、ともにアクリル系であるレンチキュラーレンズ２２の側面部２２ａとスクリーン保持部材４の後方側側面部４ｂとの間では強固に接着される。しかし、熱接着樹脂シート１２は、フレネルレンズ２１とスクリーン保持部材４を補助的に固定している耐熱性の高いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の片面粘着耐熱テープ１１に対しては接着されずに滑り性を確保している。

このようにして、ともにアクリル系樹脂製のフレネルレンズ２１の側面部２１ａとレンチキュラーレンズ２２の側面部２２ａは、同じくアクリル系樹脂製のスクリーン保持部材４に、それぞれ別々に強固に固定されかつ支持されている。これにより、輸送または倉庫保管時における温度または湿度などの環境変化が発生しても、フレネルレンズ２１は、スクリーン保持部材４と近い位置で強固に支持されているものの、その固定部においては部分的な応力が掛かりにくい。また、スクリーン保持部材４の弾性力によってフレネルレンズ２１の伸縮が吸収されるため、フレネルレンズ２１の反りおよび撓みの変化を抑制できる。

また、レンチキュラーレンズ２２は、スクリーン保持部材４から離れた位置ではあるが、スクリーン保持部材４の後方側側面部４ｂとの間に跨っている熱接着樹脂シート１２によって強固に固定されかつ支持されているため、熱接着樹脂シート１２の弾性力によってレンチキュラーレンズ２２の伸縮が吸収され、その固定部においては部分的な応力が掛かりにくい。例えば、図５に示すように、温度変化でレンチキュラーレンズ２２が伸びた場合にレンチキュラーレンズ２２から受ける力が熱接着樹脂シート１２の弾性力によって吸収され、その固定部においては部分的な応力が掛かりにくくなる。また、フレネルレンズ２１の側面部２１ａとレンチキュラーレンズ２２の側面部２２ａは隣接しているものの、互いに直接的な応力も掛かりにくいため、レンチキュラーレンズ２２の反りおよび撓みの変化が抑制できる。

以上のように、実施の形態に係る背面投射型映像表示装置１０では、熱接着樹脂シート１２は片面粘着耐熱テープ１１に接着されず、フレネルレンズ２１は片面粘着耐熱テープ１１によってスクリーン保持部材４に固定され、レンチキュラーレンズ２２は片面粘着耐熱テープ１１を跨ぐ熱接着樹脂シート１２によってスクリーン保持部材４に固定される。

したがって、輸送または倉庫保管時における温度または湿度などの環境変化が発生した際に、フレネルレンズ２１とレンチキュラーレンズ２２がそれぞれ別々に伸縮することができるため、フレネルレンズ２１およびレンチキュラーレンズ２２の反りおよび撓みが抑制され、セパレーション発生も抑制される。また、フレネルレンズ２１が固定されている片面粘着耐熱テープ１１の固定部と、レンチキュラーレンズ２２が固定されている熱接着樹脂シート１２の固定部において、片面粘着耐熱テープ１１および熱接着樹脂シート１２の浮きおよび剥がれの発生も抑制できる。

以上より、環境変化に起因して透過型スクリーン２に反り、撓み、または伸縮などが発生することを抑制して透過型スクリーン２を安定的に保持することができ、さらに、レンチキュラーレンズ２２とフレネルレンズ２１との間に間隙を設ける構造ではないため、透過型スクリーン２上に映像の欠陥部を生じさせない。

また、特許文献１に記載の従来の背面投射型映像表示装置においては、フレネルレンズ外周端面に切欠形状部を設けるためのＮＣ加工などによる機械加工コストが高いという問題点があった。これに対して、実施の形態に係る背面投射型映像表示装置１０においては、フレネルレンズ２１の外周端面に切欠形状部を設ける必要がないため、機械加工コストの上昇を抑制することができる。

また、特許文献２に記載の従来の背面投射型映像表示装置においては、スクリーンを押さえるツメ付きの付勢金具を要所に追加することによって強度欠陥を補足しているが、スクリーン画面上において付勢金具のツメ部が見えてしまうため、当該ツメ部分が映像の欠落部としてユーザーに認識されてしまうという問題点があった。さらに、特許文献２に記載の従来の背面投射型映像表示装置においては、付勢金具のツメ部とスクリーンの表面樹脂シートが接触することによって、スクリーンの表面に傷をつけてしまうという問題点があった。これに対して、実施の形態に係る背面投射型映像表示装置１０においては、ツメ付きの付勢金具を使用しないため、これらの問題は発生しない。

レンチキュラーレンズ２２、フレネルレンズ２１、スクリーン保持部材４、片面粘着耐熱テープ１１および熱接着樹脂シート１２は、同等の線膨張係数を有する同一系統の樹脂を含むため、環境変化が発生した際にも、これらの固定部においては部分的な応力が掛かりにくく、レンチキュラーレンズ２２およびフレネルレンズ２１の伸縮、反りおよび撓みをさらに抑制することができる。

片面粘着耐熱テープ１１は耐熱性を有するとともに、片面粘着耐熱テープ１１における熱接着樹脂シート１２が跨る側の面は非接着性および滑り性を有し、熱接着樹脂シート１２は、熱硬化型接着層を有し、かつ、レンチキュラーレンズ２２の側面部２２ａとスクリーン保持部材４の後方側側面部４ｂを熱硬化作用にて接着する。

したがって、フレネルレンズ２１およびレンチキュラーレンズ２２は、それぞれ薄肉の片面粘着耐熱テープ１１と熱接着樹脂シート１２によって別々に強固に固定されかつ支持されているため、目地幅を小さく抑えながら、レンチキュラーレンズ２２およびフレネルレンズ２１は、それぞれの固定部における他方のスクリーンシートの伸縮、反り、または撓み変化による部分的な応力変化の影響を軽減することが可能となる。これにより、透過型スクリーン２全体としての反り、撓み変化およびセパレーション発生も抑制することが可能となり、片面粘着耐熱テープ１１と熱接着樹脂シート１２の浮きおよび剥がれの発生も抑制することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

２透過型スクリーン、３投射ユニット、４スクリーン保持部材、５スクリーン支持枠体、１０背面投射型映像表示装置、１１片面粘着耐熱テープ、１２熱接着樹脂シート、１３接着剤、２１フレネルレンズ、２２レンチキュラーレンズ。

Claims

投射ユニットから投射される映像を透過型スクリーンの背面から投影する背面投射型映像表示装置であって、
前記透過型スクリーンは、前面側スクリーンシートと背面側スクリーンシートとを重ね合わせて構成され、
前記背面側スクリーンシートの端縁部に固定されるスクリーン保持部材と、
前記スクリーン保持部材を介して前記透過型スクリーンを支持するスクリーン支持枠体と、
前記背面側スクリーンシートの端縁部と前記スクリーン保持部材の前方側先端面とを固定する接着剤と、
前記背面側スクリーンシートの側面部から前記スクリーン保持部材の前方側側面部に渡って貼り付けられる粘着テープと、
前記前面側スクリーンシートの側面部から前記スクリーン保持部材の後方側側面部に渡って前記粘着テープを跨ぐように貼り付けられる接着シートと、
を備え、
前記接着シートは前記粘着テープに接着されず、前記背面側スクリーンシートは前記粘着テープによって前記スクリーン保持部材に固定され、前記前面側スクリーンシートは前記粘着テープを跨ぐ前記接着シートによって前記スクリーン保持部材に固定される、背面投射型映像表示装置。
前記前面側スクリーンシート、前記背面側スクリーンシート、前記スクリーン保持部材、前記粘着テープおよび前記接着シートは、同等の線膨張係数を有する同一系統の樹脂を含む、請求項１記載の背面投射型映像表示装置。
前記粘着テープは耐熱性を有するとともに、前記粘着テープにおける前記接着シートが跨る側の面は非接着性および滑り性を有し、
前記接着シートは、熱硬化型接着層を有し、かつ、前記前面側スクリーンシートの側面部と前記スクリーン保持部材の後方側側面部を熱硬化作用にて接着する、請求項１記載の背面投射型映像表示装置。