JP5000150B2 - スクリーン及びその製造方法、背面投射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、投射型表示装置用のスクリーンに関するものであり、特に、背面投射型表示装置用として好適なスクリーンに関するものである。

プロジェクタによって画像が投写されるスクリーンの表面には、皺や弛みがないことが望ましい。しかし、大型のスクリーンを皺や弛みなく張ることは困難である。例えば、リアプロジェクション装置用のスクリーンは、フレネル・レンズシートとレンチキュラ・レンズシートとを張り合わせたタイプが主流であるが、その厚みは3〜5mm程度である。かかるレンズシートの積層体は、そのサイズ（面積）が小さければ自立することも可能であるが、その厚みに比してサイズがある程度以上に大きくなると、自立することは困難である。リアプロジェクション装置では、100インチ程度の大画面が要求されている一方、スクリーンの裏面側から光を投射するので、スクリーン上に影を生じさせるような支えをスクリーン裏面側に設けることはできない。そこで従来は、ガラス板やアクリル板といった剛性を有する支持材の表面にレンズシートを貼り付けることによって、レンズシートの平坦性を確保していた。しかし、このガラス板やアクリル板などが、スクリーン引いてはスクリーンを含むリアプロジェクション装置全体のコスト高と重量増を招いていた。重量増に関してさらに詳しく言及すると、4.0mm厚のガラス板またはアクリル板を用いて60インチのスクリーンを製造した場合、用いられるガラス板の重量は約10Kgに達し、アクリル板を用いたとしても、その重量は約5.2Kgに達する。

以上のように、プロジェクション装置の小型・軽量化の観点からは、薄くてサイズが大きなスクリーンを如何にして平坦に保持するかが重要な技術的課題となっている。

ここで、レンズシートを枠状の支持体にテンションを掛けながら張る方法が特許文献１によって提案されている。具体的には、折り曲げ部と固定部とを有し、折り曲げ部を折り曲げると、該折り曲げ部に形成されている爪が固定部に形成されている嵌合部との間にレンズシートの縁を挟持しながら回動し、該縁を嵌合部内に引き込むことによって、レンズシートに張力を与えるようにしたシート類の展張支持治具が提案されている。

また、特許文献２には、内枠と外枠とからなるシート類の展張支持治具が開示されている。この展張支持治具を構成する内枠は、その四辺部の外側の面側に、前面から遠ざかるにしたがい次第に外側に拡がる曲面を有し、所定の距離だけ前面から遠ざかった位置で、枠体の内側方向に曲面から折れ曲がる一面を有する。一方、外枠は、弾力性をもつ材質からなり、伸縮して、その四辺部の内側の面にて、対応する内枠の各辺部の外側の面との間に、フィルム、シートを挟みこれを支持するもので、内枠の前面から次第に遠ざかるように外枠を移動させてフィルム、シート類を介して該外枠を内枠に嵌め込むことにより、フィルム、シート類が展張される。
特開平８−２６２５７６号公報 特開平１０−５５０３１号公報

特許文献１によって提案されているシート類の展張支持治具では、折り曲げ部に複雑な形状の爪を形成すると共に、固定部に前期爪が嵌合する嵌合部を形成する必要があり、生産コストが高くなる。また、特許文献２によって提案されているシート類の展張支持治具においても、多様な面構成を有する内枠を用意する必要があり、やはりコスト高になる。

本発明、極めて簡素な構成によって、サイズが大きなスクリーンを皺や弛みなく張ることを可能にすることを目的とする。

本発明のスクリーンの製造方法は、スクリーンシートの一方の面上の少なくとも対向する二辺に帯状の板材を固定する工程と、スクリーンシートの一方の面側であって、かつ、板材の内側に第１の枠体を配置する工程と、板材を第１の枠体の外周面に近接する方向に回動させて、外周面の上に倒伏させ、スクリーンシートの対向する二辺間に張力を付与する工程と、外周面の上に倒伏した板材を、第１の枠体に固定する工程と、を有することを特徴とする。

本発明のスクリーンの製造方法では、第１の枠体を板材の内側に配置した後に、第１の枠体の外側にスクリーンシートの他方の面側から第２の枠体を被せることによって、板材と第１の枠体とを固定することもできる。また、板材を、第１の枠体の外周面と第２の枠体の内周面との間に狭持して固定することもできる。さらに、第１の枠体と該枠体上に倒伏した板材とをクリップで挟んで固定することもできる。

本発明のスクリーンは、周辺部が一方の面側に折り返され、少なくとも対向する二辺間に張力が付与されたスクリーンシートと、折り返されたスクリーンシートの周辺部の内側に配置された第１の枠体と、前記スクリーンシートの周辺部のうち、少なくとも対向する２つの周辺部に固定された帯状の板材とを有し、前記板材は、スクリーンシートの周辺部に固定されている面と反対側の面が第１の枠体に固定されていることを特徴とする。

本発明のスクリーンでは、前記板材が前記第１の枠体と前記板材の外側に被せられた第２の枠体とによって挟まれていてもよい。また、前記板材と前記第１の枠体とがクリップによって固定されていてもよい。さらに、前記第２の枠体が前記板材に重なる重複部と、前記スクリーンシートと対向する対向部とを有し、スクリーンシートを挟んで対向部と対向している前記板材の内側面及び前記枠体の端面が対向部によって覆われていてもよい。

本発明の背面投射型表示装置は、キャビネット内に収容された投射手段と、前記キャビネットに形成された開口部に嵌め込まれたスクリーンとを有し、前記スクリーンは、周辺部が一方の面側に折り返され、少なくとも対向する二辺間に張力が付与されたスクリーンシートと、折り返された前記スクリーンシートの周辺部の内側に配置された枠体と、前記スクリーンシートの周辺部のうち、少なくとも対向する２つの周辺部の前記一方の面に固定された帯状の板材と、を有し、前記板材の前記スクリーンシートの周辺部に固定されている面と反対側の面が前記枠体の外周面に固定されており、その板材が前記枠体の外周面と前記開口部の内周面との間に挟まれていることを特徴とする。

本発明よれば、板材と枠体という極めて簡素な構成によって、サイズが大きなスクリーンを皺や弛みなく張ることができる。また、簡素な構成を有するスクリーンを採用することによって、小型で軽量な背面投射型表示装置を実現することができる。

以下、本発明のスクリーン及びその製造方法の実施形態の一例について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、長方形のスクリーンシート１の一方の面（裏面）の四辺に、帯状の板材２、３を固定する。より具体的には、スクリーンシート１の対向する短辺に一対の短尺板材２a、２bをそれぞれ固定し、対向する長辺に一対の長尺板材３a、３bをそれぞれ固定する。ここで、スクリーンシート１とは、投射型表示装置によって画像光が投射される投射面を構成するシート材のすべてが含まれ、例えば、フレネル・レンズシートやレンチキュラ・レンズシートまたはこれらシート材の積層体も含まれる。

スクリーンシート１の四隅には、予め切り欠き４が形成されており、各切り欠き４の頂点を結ぶ直線によって囲まれた領域（図中で鎖線によって囲まれた領域であって、以下「有効領域Ａ」と呼ぶ）の外側に、短尺板材２a、２bを固定するための短尺板材固定領域２a’、２ｂ’と、長尺板材３a、３bを固定するための長尺板材固定領域３a’、３b’とがそれぞれ設けられている。各固定領域の幅及び長さは、そこに固定される板材の幅及び長さと同一である。即ち、短尺板材固定領域２a’、２ｂ’の幅（w1）及び長さ（L1）と、短尺板材２a、２ｂの幅（w2）及び長さ（L2）とは同一である。また、長尺板材固定領域３a’、３ｂ’の幅（w3）及び長さ（L3）と、長尺板材３a、３ｂの幅（w4）及び長さ（L4）とは同一である。従って、各固定領域に所定の板材を固定すると、固定された各板材の内側縁は、有効領域Ａを画する上記直線上に配置される。換言すれば、図１（ｂ）に示すように、有効領域Ａの幅（ａ）は、対向する短尺板材２a、２ｂの内側面５間の距離と等しく、有効領域Ａの高さ（ｂ）は、対向する長尺板材３a、３bの内側面６間の距離と等しい。尚、図１（ｂ）では、有効領域Ａを明確にすべく、該領域Ａに斜線を付してある。

次に、図２（ａ）（ｂ）に示すように、板材２、３が固定されたスクリーンシート１に、その裏面側から第１の枠体７を宛がう。図２（ａ）は、第１の枠体７がスクリーンシート１に宛がわれる途中の状態を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、宛がわれた後の状態を示す拡大断面図である。第１の枠体７は、図１（ｂ）に示す有効領域Ａの寸法ａ×ｂと同一の外形寸法を有する。従って、第１の枠体７は、板材２、３の内側に嵌合可能であり、かつ、嵌合後は、第１の枠体７の外周面７aと各板材２、３の内側面５、６とがほぼ隙間無く当接する（図２（ｂ）参照）。

次に、図３（ａ）〜（ｃ）に拡大して示すように、各板材２、３をその背面８、９（スクリーンシート裏面に固定されている面と反対側の面）が第１の枠体７の外周面７aに近接する方向に回動させ、該枠体７の外周面７a上に倒伏させる。次いで、当接した各板材２、３の背面８、９と第１の枠体７の外周面７aとを固定する。尚、図３（ａ）〜（ｃ）には、長尺板材３aのみを図示したが、他方の長尺板材３b及び短尺板材２a、２bについても同様に回動させ、第１の枠体７の外周面７aに固定する。すると、スクリーンシート１の各辺が板材２、３の厚み（t）だけ外側に引っ張られる。この結果、スクリーンシート１の対向する二辺に、それぞれ離間方向の張力が与えられ、スクリーンシート１全体としては、その中心から外側に向かう張力が均一に与えられ、皺や弛みなく第１の枠体７に展張される。

これまでの説明から、板材２、３の厚み（t）を変更することによって、スクリーンシート１に与えられる張力を調節可能であることが容易に理解できる。また、板材２、３とスクリーンシート１、板材２、３と第１の枠体７との固定方法は本発明の本質的要素ではなく、任意の方法によって固定可能であることも容易に理解できる。

板材２、３と第１の枠体７との固定方法の他の一例を図４に示す。図４に示す例は、上記のようにして各板材２、３を第１の枠体７の外周面７a上に倒伏させた後に、板材２、３の外側に第２の枠体１０を被せることによって、板材２、３と第１の枠体７とを固定するものである。図４に示す例では、各板材２、３は、第１の枠体７の外周面７aと第２の枠体１０の内周面１０aとの間に挟持されて固定される。また、第２の枠体１０を用いる場合には、板材２、３が固定されたスクリーンシート１の裏面側に第１の枠体７を宛がった後に、スクリーンシート１の他方の面側（表面側）から第２の枠体１０を被せることによって、各板材２、３を第１の枠体７上に倒伏させる工程と、倒伏した各板材２、３を第１の枠体７に固定する工程とを一工程で実施することも可能である。かかる工程を図５（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す。

さらに、第２の枠体１０を用いて板材２、３と第１の枠体７とを固定する場合、図６に示すような断面形状を略Ｌ字形の第２の枠体１０を用いることによって、板材２、３の内側面５、６及び第１の枠体７の端面７aを覆い隠すことも可能である。図６に示す第２の枠体１０は、板材２、３（図６では、板材３のみ図示）に被せられたときに、板材２、３に重ねられる重複部１０bと、スクリーンシート１の表面と対向する対向部１０cとが一体に形成され、略Ｌ字形の断面形状を有する。さらに、対向部１０cの幅（ｗ5）は、板材２又は３と枠体７の板厚の合計よりも広い。従って、第２の枠体１０を板材２、３の外側に被せると、該板材２、３の内側面５、６及び第１の枠体７の端面７aは、スクリーンシート１を挟んで対向部１０cに覆い隠される。

板材２、３と第１の枠体７との固定方法のさらに他例を図７（ａ）に示す。図７（ａ）に示す例では、上記のようにして各板材２、３を第１の枠体７の外周面７a上に倒伏させた後に、板材２、３と第１の枠体７とを断面略コ字形のクリップ２０で挟んで固定したものである。固定を容易かつ確実とする観点からは、クリップ２０がある程度の弾性を有することが望ましい。また、図示した例では、各短尺板材２a及び２bと第１の枠体７とをそれぞれ一つのクリップ２０で挟持し、各長尺部材３a及び３bと第１の枠体７とをそれぞれ二つのクリップ２０で挟持してあるが、一辺に装着するクリップ２０の数に制限はない。また、短尺板材２a、２bを固定しているクリップ２０が長尺板材３a、３bを固定しているクリップ２０に比して長いが、クリップ２０の形状や寸法に制限はない。さらに、図７（ｂ）に示すように、クリップ２０の先端内面をテーパ面としておくと、クリップ２０の装着が容易になる。また、ここでは、板材２、３と第１の枠体７とをクリップ２０で挟んで固定する例について述べたが、上記第２の枠体１０を被せた後に、第１の枠体７、板材２、３及び第２の枠体１０の三者をクリップ２０で挟んで固定してもよい。

本明細書では、長方形のスクリーンを例にとって本発明の実施形態の一例について説明したが、スクリーンの形状は長方形に限定されるものではない。例えば、正方形、五角形その他の多角形であってもよい。要するに、少なくとも対向する二辺を離間方向に引っ張ることによって張力を与えることが可能な形状であればよい。尚、スクリーンの形状や張力を付与する方向などに応じてスクリーンシートに固定される板材の数や寸法を変更可能であり、これに合わせて第１の枠体や第２の枠体の形状を変更可能であることは勿論である。

以上説明した本発明のスクリーンは、プロジェクタ装置用のスクリーンとして好適であり、特に、リアプロジェクションテレビに代表される背面投射型表示装置用のスクリーンとして好適である。例えば、投射手段その他が収容されたキャビネットに、スクリーンシート１の裏面がキャビネット内側を向くようにして上記スクリーンを嵌め込むことによって、背面投射型表示装置を構成することができる。ここで、投射手段には、光源、画像信号に基づいて画像光を形成する画像形成素子、光源から出射された光を前記画像形成素子に導く照明光学系、画像形成素子によって形成された画像光をスクリーンの背面に向けて投射する結像光学系などが含まれる。

さらに、上記スクリーンを用いて背面投射型表示装置を構成する場合、上記第１の枠体７や第２の枠体１０を投射手段その他が収容されるキャビネットの一部として構成することも可能である。例えば、各板材２、３が外周面７aに固定された第１の枠体７（スクリーンシート１が展張された第１の枠体７）をキャビネットに形成されたスクリーン設置用の開口部に嵌め込むことによって、開口部の内周面と第１の枠体７の外周面７aとの間に板材２、３を挟持することもできる。この場合、キャビネットの開口部は、図４や図５に示す第２の枠体１０に相当する。勿論、本発明のスクリーンを壁に掛けたり、天井に吊るしたりして、通常のスクリーンとして利用することも可能である。

本発明のスクリーンの製造方法の一工程を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。 本発明のスクリーンの製造方法の一工程を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は拡大断面図である。 本発明のスクリーンの製造方法の一工程を示す部分拡大断面図である。 板材と枠体との固定方法の一例を示す側面図である。 板材と枠体との固定方法の他例を示す側面図である。 第２の枠体の一例を示す一部省略の断面図である。 （ａ）は板材と枠体との固定方法の他例を示す斜視図、（ｂ）はクリップの拡大図である。

符号の説明

１ スクリーンシート
２、３ 板材
２a、２b 短尺板材
２a’、２b’ 短尺板材固定領域
３a、３b 長尺板材
３a’、３b’ 長尺板材固定領域
４ 切り欠き
５、６ 内側面
７ 第１の枠体
８、９ 背面
１０ 第２の枠体
１０a 内周面
１０b 重複部
１０c 対向部
２０ クリップ

Claims (9)

1. 投射型表示装置によって画像光が投射されるスクリーンの製造方法であって、
   スクリーンシートの一方の面上の少なくとも対向する二辺に帯状の板材を固定する工程と、
   前記スクリーンシートの前記一方の面側であって、かつ、前記板材の内側に第１の枠体を配置する工程と、
   前記板材を前記第１の枠体の外周面に近接する方向に回動させて、該外周面の上に倒伏させ、前記スクリーンシートの対向する二辺間に張力を付与する工程と、
   前記外周面の上に倒伏した前記板材を、前記第１の枠体に固定する工程と、
   を有するスクリーンの製造方法。
2. 前記第１の枠体を前記板材の内側に配置した後に、前記第１の枠体の外側に前記スクリーンシートの他方の面側から第２の枠体を被せることによって、前記板材と前記第１の枠体とを固定する、請求項１記載のスクリーンの製造方法。
3. 前記板材は、前記第１の枠体の外周面と前記第２の枠体の内周面との間に狭持されて固定される、請求項２記載のスクリーンの製造方法。
4. 前記第１の枠体と該枠体上に倒伏した前記板材とをクリップで挟んで固定する請求項１記載のスクリーンの製造方法。
5. 投射型表示装置によって画像光が投射されるスクリーンであって、
   周辺部が一方の面側に折り返され、少なくとも対向する二辺間に張力が付与されたスクリーンシートと、
   折り返された前記スクリーンシートの周辺部の内側に配置された第１の枠体と、
   折り返された前記スクリーンシートの周辺部のうち、少なくとも対向する２つの周辺部に固定された帯状の板材と、を有し、
   前記板材は、前記スクリーンシートの周辺部に固定されている面と反対側の面が前記第１の枠体に固定されているスクリーン。
6. 前記板材が、前記第１の枠体と前記板材の外側に被せられた第２の枠体とによって挟まれている請求項５記載のスクリーン。
7. 前記板材と前記第１の枠体とがクリップによって固定されている請求項５記載のスクリーン。
8. 前記第２の枠体は、前記板材に重なる重複部と、前記スクリーンシートと対向する対向部とを有し、前記スクリーンシートを挟んで前記対向部と対向している前記板材の内側面及び前記枠体の端面が前記対向部によって覆われている請求項６記載のスクリーン。
9. キャビネット内に収容された投射手段と、前記キャビネットに形成された開口部に嵌め込まれたスクリーンとを有する背面投射型表示装置であって、
   前記スクリーンは、周辺部が一方の面側に折り返され、少なくとも対向する二辺間に張力が付与されたスクリーンシートと、
   折り返された前記スクリーンシートの周辺部の内側に配置された枠体と、
   前記スクリーンシートの周辺部のうち、少なくとも対向する２つの周辺部の前記一方の面上に固定された帯状の板材と、を有し、
   前記板材の前記スクリーンシートの周辺部に固定されている面と反対側の面が前記枠体の外周面に固定されており、
   前記枠体の外周面に固定された前記板材が前記枠体の外周面と前記開口部の内周面との間に挟まれている背面投射型表示装置。

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