JP4810100B2

JP4810100B2 - 背面投射型スクリーン及び背面投射型プロジェクタ

Info

Publication number: JP4810100B2
Application number: JP2005031271A
Authority: JP
Inventors: 朋弘吉永
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2005-02-08
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2025-02-08
Also published as: JP2006220683A

Description

本発明は、背面投射型スクリーン及び背面投射型プロジェクタに関し、特に、投影された映像を映し出す背面投射型スクリーンを上下左右に複数配置したマルチビジョン型の背面投射型プロジェクタに関する。

従来のマルチビジョン型の背面投射型プロジェクタとして、例えば、特許文献１には、図１９に示すように、映像の一体感を維持し、良好な画像品質を達成するため、投影機７３と、大型スクリーンを構成する複数のスクリーン部材７２の各々の側面に貼り付けられ、同じスクリーン部材７２を構成するレンチキュラーシート７５と、フレネルレンズ７６と、補強板７７とを連結する粘着テープ７４等を備えた背面投射型プロジェクタ７１が開示されている。

特開２０００−１６２７０９号公報

しかし、上記従来の背面投射型プロジェクタ７１においては、スクリーン部材７２の縁部に粘着テープ７４が存在するため、画面間に黒い線が発生し、上下左右にスクリーン組立体を複数配置した際に、各々のスクリーン間に投影される映像に隙間が生じるという問題があった。また、これに加え、温度や湿度の変化によってスクリーン部材７２が膨張、収縮し、スクリーン部材７２に反りが発生したり、一体化されたスクリーン部材７２が分離するおそれもあった。

そこで、本発明は、上記従来の背面投射型プロジェクタ等における問題点に鑑みてなされたものであって、各々のスクリーン間に発生する目地状の隙間を限りなくゼロに近づけるとともに、温度変化による膨張、収縮等に対応可能な背面投射型スクリーン及び背面投射型プロジェクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、背面投射型スクリーンであって、反射防止処理加工を施した拡散層と、該拡散層より小型に形成され、該拡散層に重ね合わせた際に該拡散層の縁部に段差が形成される透明層と、該透明層と前記拡散層とを上下方向に複数配置し、隣接する透明層及び拡散層を前記段差部分を介して透明接着手段で接着して形成したスクリーンと、該スクリーンの上部及び下部の映像投影エリア外の部分を把持する把持手段とを備え、前記スクリーンの上下方向に位置するガイド手段を介して該スクリーンを摺動可能に支持するスクリーン組立体を、水平方向に複数列備え、隣接するスクリーンの透明層及び拡散層を前記段差部分を介して互いに透明接着手段で接着することを特徴とする。

そして、本発明によれば、スクリーンを、反射防止処理加工を施した拡散層と、透明層とを段差部分を介して透明接着手段で接着して形成したため、各々のスクリーン間に発生する目地状の隙間を限りなくゼロに近づけることができる。また、把持手段によってスクリーンの上部及び下部の映像投影エリア外の部分を把持するとともに、ガイド手段を介して該スクリーンを摺動可能に支持するため、スクリーンの反りを防止し、温度変化による膨張、収縮等に対応することもできる。

前記背面投射型スクリーンにおいて、前記複数のスクリーン組立体のうち、隣接するスクリーン組立体の各々の前記把持手段を弾性体を介して互いに連結することができる。弾性体の摩擦力によって、膨張、収縮、反りによるスクリーンの移動を防止することができる。

前記背面投射型スクリーンにおいて、前記隣接するスクリーンの接着部の一部を覆うように配置され、該隣接するスクリーンの各々の、該スクリーンの表面に対して垂直な方向への移動を規制する反り規制手段を備えるように構成することができる。この反り規制手段によって、隣接するスクリーンの個別の反りを防止することができる。

前記背面投射型スクリーンにおいて、前記複数列配置されたスクリーン組立体のうち、中央部に位置し、隣接する２つのスクリーン組立体の各々のスクリーンの接着部の近傍を、前記ガイド手段のうち上方のガイド手段に固定するように構成することができる。これによって、温度変化によってスクリーンが膨張、収縮した際に、中央部の２つのスクリーン組立体の両側のスクリーン組立体が外側に移動することができ、スクリーンの膨張、収縮にさらに効果的に対応することができる。

前記背面投射型スクリーンにおいて、前記複数列配置されたスクリーン組立体の下部と、前記ガイド手段のうち下方のガイド手段との間を、該スクリーン組立体の下部に回動可能に支持する複数のローラを介して摺動可能とし、該複数のローラの各々を上下及び水平方向に移動可能に支持することができる。これによって、温度変化によってスクリーンが膨張、収縮した際にスクリーン組立体に負荷が加わることがなく、スクリーンの膨張、収縮にさらに効果的に対応することができる。

また、本発明は、背面投射型プロジェクタであって、上記いずれかの背面投射型スクリーンと、該背面投射型スクリーンの前記透明層に隣接するように、該透明層から離間して配置されるフレネルレンズと、該フレネルレンズを挟んで前記背面投射型スクリーン側とは反対側に配置された光源とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、上記背面投射型スクリーンとフレネルレンズとが連結されることなく、離間して配置されているため、背面投射型スクリーンがフレネルレンズとは独立して移動することができ、温度変化による膨張、収縮等に容易に対応することができる。

以上のように、本発明によれば、各々のスクリーン間に発生する目地状の隙間を限りなくゼロに近づけるとともに、温度変化による膨張、収縮等に対応可能な背面投射型スクリーン及び背面投射型プロジェクタを提供することができる。

図１は、本発明にかかる背面投射型プロジェクタに用いられるスクリーンを示し、このスクリーン１は、拡散層２と、透明層３とで構成される。

拡散層２は、矩形板状に形成され、映像面に配置される。この拡散層２には、反射防止処理加工が施され、外光や像のスクリーンへの映り込みを軽減している。

透明層３は、拡散層２と同様、矩形板状に形成されるが、拡散層２よりわずかに小型に形成され、図２（ｂ）に明示されるように、拡散層２に重ね合わせた際に、拡散層２の縁部に、数ｍｍ程度の段差が形成されるような寸法となっている。

複数の拡散層２と透明層３とを接合する場合には、図３に示すように、透明接着テープ（透明接着手段）４を段差部に貼り付け、両者を一体化する。接合によって一体となったスクリーンは、後述するように、フレームに取り付けられ、フレネルレンズやキューブフレームとは分離して設置される。

次に、上述のようにして複数枚のスクリーン１が接合されたスクリーンの施工方法について説明する。

図４に示すように、スクリーン（図１に示した複数枚のスクリーン１が接合されたもの）１０の上部及び下部の映像投影エリア外（映像に影響がない領域）１１、１２を表裏両面から、シリコンスペーサ１３、１４で挟み、さらにその外側からＬ字型の板金（把持手段）１５、１６で挟み込み、ボルト１７及びナット１８で締め付ける。これによって、スクリーン１０の反りを抑制することができる。

板金１６には、ボルト１９及びナット２０を介してコの字型の板金２１と、ブラケット２２を介して複数のローラ２３が取り付けられる。図示を省略するが、上部映像投影エリア外１１側においても、図５に示した構成と同様の構成が備えられる。尚、スクリーン１０の１枚の幅は、マルチ画面を構成する個々のスクリーン１の横方向の寸法と同一の寸法とする。

次に、図６に示すように、上述のようにして組み立てた複数のスクリーン組立体２５を同一のガイドレール（ガイド手段）２６、２７上に載置し、透明接着剤２８を、隣接するスクリーン組立体２５のいずれか一方のスクリーン１０の段差加工部（図２参照）に貼り付ける。

次に、図７に示すように、スクリーン１０の表面に吸盤式グリップ２９を貼着し、作業をし易くした上で、複数のスクリーン組立体２５を、ガイドレール２６上を滑らせて左右から矢印に示すような方向に力を加え、スクリーン１０の端面同士を、図６に示した透明接着剤２８によって貼り付ける。

次に、図８に示すように、スクリーン１０の上部のローラ３０と、ガイドレール２７との間に、前後方向及び方向上下にガタつきが発生しないように調整する。但し、ローラ３０は、ガイドレール２７上を滑走することができるように調整する。一方、スクリーン１０の下部のローラ２３と、ガイドレール２６との間には、図１０に示すように、複数のローラ２３を保持するブラケット２２と、軸２４とを互いに移動可能に構成し、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ガイドレール２６に対して軸２４の上下方向の移動を可能とし、さらに、図１０（ｃ）〜（ｅ）に示すように、ガイドレール２６に対して軸２４の前後方向の移動を可能とし、図９に示したアクリル板小片（反り規制手段）３１の伸縮に対応可能な十分な遊びを確保する。

次に、図９に示すように、アクリル板小片３１を映像投影エリア外１１、１２のスクリーン１０間の上下に接着する。また、図１２に示すように、隣接するコの字型板金２１の間に、両板金２１間の距離より若干厚めのゴムスペーサ（弾性体）３２を挿入し、コの字型板金２１とともに小型の万力３３で挟み込む。

そして、図１２に示すように、水平方向に並置されたスクリーン１０の中心に位置するスクリーン（図１２において１０（ｃ）と表示）を基点にして、複数のスクリーン１０が全体的に左右に伸縮するように、スクリーン１０（ｃ）の上側のローラ３０（ｃ）を滑走しないように固定する。

複数のスクリーン１０は、隣接するスクリーン１０同士の端面が図６に示した透明接着剤２８により接着されているため、基本的には一体となっている。但し、温度や湿度の変化により、スクリーン素材には膨張、収縮、反りが発生する。そこで、スクリーン１０の端面の透明接着剤２８が剥がれ、一体化されたスクリーン１０が分離するのを防止するため、図８乃至図１２に示した構成を採用している。

すなわち、図１２に示すように、スクリーン１０（ｃ）の上部のローラ３０（ｃ）が固定されるとともに、板金２１の強度によって複数のスクリーン１０が一直線に固定されているため、スクリーン１０（ｃ）は、スクリーン素材の膨張、収縮、反りによって前後方向に移動することはない。また、スクリーン素材の膨張、収縮、反りによる影響は、下側程大きくなるが、図１１（ｃ）に示すように、ゴムスペーサ３２及び万力３３を介して左右方向から強力に板金２１を押えているため、ゴムスペーサ３２の摩擦により、各々のスクリーン１０が板金２１を介して前後方向に別個に移動することはない。

さらに、スクリーン素材の膨張、収縮によりスクリーン１０が左右に移動するときには、スクリーン１０（ｃ）の左右に位置するスクリーン１０がローラ２３、３０によって他のスクリーン１０とともに移動する。また、スクリーン１０の下部のローラ２３と、ガイドレール２６との間には、前後方向及び上下方向に隙間を設けているため、スクリーン素材の前後方向及び上下方向への膨張、収縮、反りに対応することができる。

また、アクリル板小片３１を隣接するスクリーン１０の間の上下に接着しているため、アクリル板小片３１が存在しない場合には、図１３（ａ）に示すように、スクリーン１０に矢印方向の反りが発生することとなるが、アクリル板小片３１が存在すると、図１３（ｂ）に示すように、アクリル板小片３１によってスクリーン１０の反りが抑えられ、スクリーン１０が別個に前後方向に移動することを防止することができる。

次に、図１４及び図１５を参照しながら、スクリーン１０とフレネルレンズ４５との位置関係及び施工要領について説明する。

図１４に示すように、スクリーン１０の後側に、数ｍｍ程度の隙間を空けてフレネルレンズ４５を設置する。フレネルレンズ４５は、斜めに入射した光Ｌを屈折させ、直進に近い光方向に変化させる光学特性を有する。スクリーン１０は、図１５に示すように、シリコンスペーサ１４、ガイドレール２７、ブラケット３６等を介して筐体フレーム３４に保持され、フレネルレンズ４５は、後述するようにキューブ側に取り付けられる。また、シリコンスペーサ１４を化粧カバー３５で覆うことにより、外観を向上させている。

次に、本発明にかかる背面投射型プロジェクタ全体の組立方法について、図１６乃至図１８を参照しながら説明する。

図１及び図２に示したように、スクリーン１の透明層３の縁部に段差加工部を設け、図１６に示すように、この透明層３と同一サイズのフレネルレンズ４５を透明層３の光源側に配置する。

次に、透明層３の段差加工部、及びフレネルレンズ４５の縁部に透明接着テープ４６を貼り付け、さらに、Ｚ字型に折り曲げた金属等からなる曲折板金４７を貼り付ける。曲折板金４７とスクリーン枠４８とを一体化し、キューブフレーム５０の内部に光源５１を配置し、スクリーン枠４８とキューブフレーム５０をボルト５２で結合して筐体状とすることで、単面プロジェクタキューブ５４が完成する。

この単面プロジェクタキューブ５４によれば、光源５１から投影された映像光Ｌは、フレネルレンズ４５で屈折してスクリーン１に対して垂直に近い光に変えられ、拡散層２にて結像する。この際、図１６（ｂ）に明示されるように、スクリーン１の拡散層２の縁部にまで映像光Ｌが到達するため、映像は画面いっぱいに映し出される。

図１７は、図１６に示した単面プロジェクタキューブ５４を２つ組み合わせて背面投射型プロジェクタ５５を構成した場合を示す。

この背面投射型プロジェクタ５５は、各々２枚の拡散層２及び透明層３を、図３に示したように、透明接着テープ４を段差部に貼り付けて一体化してスクリーン１０とする。また、各々のフレネルレンズ４５を互いの側面同士を介して透明接着テープ４６によって接着し、曲折板金４７によって支持する。そして、図１６に示した単面プロジェクタキューブ５４と同様に、曲折板金４７とスクリーン枠４８とを一体化し、キューブフレーム５０の内部に光源５１を配置し、スクリーン枠４８とキューブフレーム５０をボルト５２で結合して筐体状とすることで、背面投射型プロジェクタ５５が完成する。

この背面投射型プロジェクタ５５によれば、図１６（ｂ）に示した場合と同様に、光源２２から投影された映像光Ｌは、フレネルレンズ４５で屈折してスクリーン１に対して垂直に近い光に変えられ、拡散層２にて結像される。そのため、図１７（ｂ）に明示されるように、スクリーン１の拡散層２の縁部にまで映像光Ｌが到達し、各々のスクリーン１の間に発生する目地５６の幅を限りなくゼロに近づけることができる。

そして、図１８に示すように、図１６に示した単面プロジェクタキューブ５４を３段×４列の１２面設けるとともに、図１７に示す要領でスクリーン１を複数貼り合わせて形成したスクリーン１０を、図６で示した要領でスクリーン組立体２５とし、スクリーン組立体２５を４列組み合わせることによりマルチ画面を備えた背面投射型プロジェクタ６０が完成する。

本発明にかかる背面投射型プロジェクタのスクリーンを示す図であって、（ａ）は上面図（映像面を示す図）、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図（光源側を示す図）である。図１のスクリーンを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の縁部拡大図である。図２のスクリーンを複数配列した場合の隣接するスクリーンの連結部を示す図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタのスクリーンの施工要領を説明するための正面図である。図４のＡ部拡大図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタのスクリーンの施工要領を説明するための正面図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタのスクリーンの施工要領を説明するための正面図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタのスクリーンの施工要領を説明するための正面図である。図８のＢ部拡大図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタにおいて、複数のローラを保持するブラケットと、軸との関係を示す図であって、（ａ）及び（ｂ）は、板金に対する軸の上下方向の移動可能な状態、（ｃ）〜（ｅ）は、板金に対する軸の前後方向の移動可能な状態を示す図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタのゴムスペーサによって、スクリーンの前後方向の移動を防止する動作を説明するための概略図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタのスクリーンの施工要領を説明するための斜視図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタのアクリル板小片によって、スクリーンの反りを抑える動作を説明するための概略図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタのスクリーンとフレネルレンズとの施工要領を説明するための断面図である。図１４のＣ部拡大図である。本発明にかかる単面プロジェクタキューブを示す図であって、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。本発明にかかる単面プロジェクタキューブを複数配列して背面投射型プロジェクタを構成した状態を示す図であって、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。本発明にかかる背面投射型プロジェクタの１２面（３段×４列）のマルチ画面構成を示す概略斜視図である。従来の背面投射型プロジェクタの一例を示す全体断面図である。

符号の説明

１スクリーン
２拡散層
３透明層
４透明接着テープ
１０スクリーン
１１映像投影エリア外
１２映像投影エリア外
１３シリコンスペーサ
１４シリコンスペーサ
１５板金
１６板金
１７ボルト
１８ナット
１９ボルト
２０ナット
２１板金
２２ブラケット
２３ローラ
２４軸
２５スクリーン組立体
２６ガイドレール
２７ガイドレール
２８透明接着剤
２９吸盤式グリップ
３０ローラ
３１アクリル板小片
３２ゴムスペーサ
３３万力
３４筐体フレーム
３５化粧カバー
３６ブラケット
４５フレネルレンズ
４６透明接着テープ
４７曲折板金
４８スクリーン枠
５０キューブフレーム
５１光源
５２ボルト
５４単面プロジェクタキューブ
５５背面投射型プロジェクタ
５６目地
６０背面投射型プロジェクタ

Claims

反射防止処理加工を施した拡散層と、該拡散層より小型に形成され、該拡散層に重ね合わせた際に該拡散層の縁部に段差が形成される透明層と、該透明層と前記拡散層とを上下方向に複数配置し、隣接する透明層及び拡散層を前記段差部分を介して透明接着手段で接着して形成したスクリーンと、
該スクリーンの上部及び下部の映像投影エリア外の部分を把持する把持手段とを備え、
前記スクリーンの上下方向に位置するガイド手段を介して該スクリーンを摺動可能に支持するスクリーン組立体を、水平方向に複数列備え、隣接するスクリーンの透明層及び拡散層を前記段差部分を介して互いに透明接着手段で接着することを特徴とする背面投射型スクリーン。
前記複数のスクリーン組立体のうち、隣接するスクリーン組立体の各々の前記把持手段を弾性体を介して互いに連結することを特徴とする請求項１に記載の背面投射型スクリーン。
前記隣接するスクリーンの接着部の一部を覆うように配置され、該隣接するスクリーンの各々の、該スクリーンの表面に対して垂直な方向への移動を規制する反り規制手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の背面投射型スクリーン。
前記複数列配置されたスクリーン組立体のうち、中央部に位置し、隣接する２つのスクリーン組立体の各々のスクリーンの接着部の近傍を、前記ガイド手段のうち上方のガイド手段に固定したことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の背面投射型スクリーン。
前記複数列配置されたスクリーン組立体の下部と、前記ガイド手段のうち下方のガイド手段との間を、該スクリーン組立体の下部に回動可能に支持する複数のローラを介して摺動可能とし、該複数のローラの各々を上下及び水平方向に移動可能に支持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の背面投射型スクリーン。
請求項１乃至５のいずれかに記載の背面投射型スクリーンと、
該背面投射型スクリーンの前記透明層に隣接するように、該透明層から離間して配置されるフレネルレンズと、
該フレネルレンズを挟んで前記背面投射型スクリーン側とは反対側に配置された光源とを備えることを特徴とする背面投射型プロジェクタ。