JPH0635230Y2 - 背面投写装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、透過式スクリーンの変形を防止した背面投写
装置に関する。

（従来の技術） 近年、家庭用テレビジョン（TV）受像機を始めとして、
情報メディアにおけるディスプレイ装置は大型化される
傾向にある。例えば、40型以上のTV受像機のディスプレ
イは、R,G,Bの各色を担う３個のCRTと、３個の投写レン
ズとを用いるCRT背面投写装置が多く使用されている。

この種背面投写装置の構成を第３図を用いて説明する。
スピーカ装置２を備えたキャビネット１内には、画像発
生源であるR,G,B各色の３つのCRT4が、インライン（横
一直線）状に配置されている。駆動回路部３にて駆動さ
れるCRT4より出射された各色の投写光Ｌは、CRT4の前面
に配置されたカプラー５及び投写レンズ６を内蔵したレ
ンズ鏡筒内に導かれた後、反射鏡７を介して透過式スク
リーン８上に投影される。もちろん、CRT4の代りに液晶
パネル等を使用しても良い。９は枠体であり、第３図に
はスクリーン８を枠体９で保持した例を示している。

スクリーン８は、複数のシート状部材を重ね合わせて構
成される場合が多く、第４図にその代表例の中央部分の
水平断面を示す。

81はレンチキュラーシートであり、82はフレネルレンズ
シートである。

レンチキュラーシート81は、その背面に、円弧状の凸曲
面であるレンチキュラーレンズ面81b有し、前面（観視
者側）にも凸曲面であるレンチキュラーレンズ81aを有
する。

81cはブラックストライプである。このブラックストラ
イプ81cは、台形状凸部の頂面が黒色に塗布されて形成
され、画像のコントラストを向上させ、くっきりした画
像を再生するのに貢献する。

フレネルレンズシート82の背面は平面であるが、前面は
同心円状のフレネルレンズ面82aとなっており、投写光
Ｌをここでスクリーン面にほぼ垂直な出射光となるよう
屈折させて、レンチキュラーシート81に入射させる。

レンチキュラーレンズ面81bに入射した投写光Ｌは、凸
曲面のレンズ作用により、ほぼ前面側のレンチキュラー
レンズ面81a上に集光され、ここで、水平方向に更に屈
折されて出射される。このようにして、透過式スクリー
ン８の水平方向に好適な光拡散指向特性が実現される。
垂直方向の光拡散指向特性は、レンチキュラーシート81
にガラスの微粉末等の光拡散物質を混入させて実現して
いる。

第４図には２枚のシート状部材で構成した透過式スクリ
ーンの例を示したが、垂直方向の光拡散指向特性を更に
向上させるためにフレネルレンズシート82とレンチキュ
ラーシート81との間に、水平方向に直線状の凸曲面を片
面に連設したレンチキュラーシートを配置し、３枚構成
のスクリーンとする場合もある。

その他、目的とするスクリーン特性を実現するために、
シート状部材を色々と工夫し、複数枚構成の透過式スク
リーンが実現されている。

さて、第４図のレンチキュラーシート81の厚さｔは、背
面のレンチキュラーレンズ面81bに入射した投写光Ｌ
が、ちょうどレンチキュラーレンズ面81a上に集光する
距離である。そして、厚さｔは、水平方向に広い光拡散
指向特性が得られるように、レンチキュラーレンズのピ
ッチｐに対して、一般的にｔ≒ｐなる関係となってい
る。

従って、このようなスクリーンの水平解像度は、レンチ
キュラーレンズのピッチｐによって決まるので、水平解
像度の高いスクリーンを得ようとすれば、ｐを小さくす
ることになる。これは、レンチキュラーシート81の厚さ
ｔが、同時に薄くなることを意味する。

スクリーンの体角寸法が50インチ（50型）の場合、ピッ
チｐ＝1.2mmであっても、一般（NTSC方式）のテレビ画
像を投写する際には、スクリーンの解像度がテレビ画像
信号の本来有する解像度を制限することにはほとんどな
らない。しかし、ハイビジョン等のHDTV画像になると、
ピッチｐ＝0.5mm程度に微細化しなければ、必要なスク
リーン解像度を達成できなくなる。

この場合、レンチキュラーシート81の厚さｔ≒0.5mmと
なり、大変薄いものとなる。

第４図に示す一般的な透過式スクリーン８では、レンチ
キュラーシート81及びフレネルレンズシート82はPMMA樹
脂で作られている。フレネルレンズシート82は約3mmの
厚さを有し、実用上ほぼ十分な剛性を有するが、レンチ
キュラーシート81は、50型のスクリーンサイズの場合、
厚さｔ＜1.0mmとなると剛性が不足して大変たわみやす
くなり、フレネルレンズシート82に密接させて保持する
のが困難となる。

PMMA樹脂は、線膨張係数が約７×10^-5cm/cm/℃と比較的
大きく、また吸水率（24時間）も0.3％と大きい。その
ため温度や湿度の変化で寸法が変化するが、フレネルレ
ンズシートとレンチキュラーシートでその厚さや表面積
が異なると、薄いレンチキュラシートの方が周囲の温度
変化に対して時間的に早く反応し、早く寸法変化する。
さらに、周囲の湿度変化に対しても、表面積が大きく、
薄いレンチキュラシートの方が、早く反応して早く寸法
変化する。

第５図は透過式スクリーン８の取付け構造の従来例を示
す要部縦断面図である。取付け構造の横断面図も同様な
構造となる。

スクリーン８は、レンチキュラーシート８とフレネルレ
ンズシート82を密接させて重ね合わせ、その外周部に片
面に粘着剤を塗布した布テープ10を、図示の如く断面Ｕ
字状に巻いて貼り付け、両者の四周を固定し組み立てら
れる。

1aはキャビネット１の前板であり、1bはその開口であ
る。布テープ10で組み立てられたスクリーン８は、ブラ
ケット11で押さえられて前板1aに固定されている。12は
ブラケット11の固定用木ネジである。９は枠体であり、
外観を良くする意匠が施されている。

第６図（Ａ）は、レンチキュラーシート81とフレネルレ
ンズシート82との組み立てを、その外周部を両面接着テ
ープ10aで接着した従来例を示す縦断面図である。レン
チキュラーシート81に、その自然状態で２点鎖線で示す
ような湾曲した形状を付与しておくと、フレネルレンズ
シートとの密接性が、組み立て時には比較的良好にな
る。

第６図（Ｂ）は、温度変化や湿度の変化で、レンチキュ
ラーシート81の寸法がフレネルレンズシート82よりも伸
びた場合である。周囲が両面接着テープ10aで固定され
ているために、剛性の足りないレンチキュラーシートの
中央部が前方（観視者側）へふくらんで、湾曲した状態
となる。

第６図（Ｃ）は、同図（Ｂ）と同様にレンチキュラーシ
ート81がフレネルレンズシート82よりも温度や湿度の変
化で寸法が伸びた場合である。同図（Ａ）に示す湾曲形
状の付与の効果の残存により、レンチキュラーシート81
は波型に変形する。

第５図，第６図に示すように、従来の透過式スクリーン
の固定法は、まず、薄いレンチキュラーシート81を厚く
て剛性のあるフレネルレンズシート82に外周部を接着し
たり、テープで止めたりしてスクリーン８を組み立て
る。次に、組み立てられたスクリーン８を、ブラケット
11でその外周部を押圧してキャビネット前板1aあるいは
枠体９に固定するものである。レンチキュラーシート81
の厚さｔは、ｔ＝１〜1.4mm程度である。厚さｔがこの
値では、レンチキュラーピッチｐが粗くなり、近くで見
るとそのピッチｐの粗さが目障りに感じられるが、たわ
まない程度の十分な剛性を得るために、その値が採用さ
れていた。

第６図（Ｂ），（Ｃ）に示すようなたわみが生じると、
投写レンズの焦点位置からスクリーンがずれることにな
り、スクリーン上の画像がボケることになる。また、イ
ンライン上にそれぞれR,G,B色の各画像用の投写レンズ
が個別に配設されて、それぞれの投写画像がスクリーン
上で合成されて天然色画像となるので、たわみが生じた
場合、色ずれ（コンバーゼンスのずれ）が生じることに
なる。

第４図に示すような両面にレンチキュラーレンズを有す
るレンチキュラーシート81を採用した透過式スクリーン
８は、従来例の取付け構造では、解像度を上げるためレ
ンチキューラーシート81を薄くした場合、剛性を期待で
きない。従って、HDTV用等の高解像度を要求されるスク
リーンとしては、試作までは出来ても、商品としての実
用化は無理なものとして一般に考えられている。

そこで、第７図に中央部水平断面を示すような１枚構成
の透過式スクリーン8Aが、HDTV用等の高解像度スクリー
ンとして実現が容易であり、商品化が有望視されてい
る。

スクリーン8Aは、光拡散剤を混入したPMMA樹脂板の背面
に、同心円状フレネルレンズ面82bが形成され、前面
に、上下に直線状で水平断面が図示のような形状をした
レンチキュラーレンズ面81dが形成されている。81eは、
単位レンチキュラーレンズ間に出来るＶ字形溝で、ここ
に81fで示す黒色塗料が塗布されて、ブラックストライ
プを構成する。

投写光L1はフレネルレンズ面82bでスクリーン面にほぼ
垂直に屈折され、レンチキュラーレンズ面81dで左右方
向に拡散される。Ｖ字溝81eの内面に入射した光は、全
反射されて、レンチキュラーレンズ面81dの頂面の左右
の小さな凸面から出射して左右に大きな角度で拡散す
る。

投写光L1のうち、フレネルレンズ面82bの非レンズ面
（立ち上り面）に入射する光L1−ｌは、無効光となる
が、これはスクリーンの外周に近付くほどその割合が大
きくなる。従って、スクリーンの中央部と周辺部との輝
度傾斜が目立ち、周辺部が暗い画像となる。レンチキュ
ラーレンズ面81dにおいても、説明は省略するが前面へ
出射しない無効光が不可避に発生する。このように、１
枚構成の透過式スクリーン8Aは、投写光の利用効率が、
第４図に示す透過式スクリーン８に比べて劣ることにな
る。さらに、スクリーン8Aは、ブラックストライプの面
積の割合も劣る。

（考案が解決しようとする課題） このように、従来の背面投写装置では、複数枚のシート
状部材を重ね合わせて成る透過式スクリーンを用いた場
合、温度や湿度変化により、透過式スクリーンが変形す
る（たわむ）という問題があった。特に、投写画像の解
像度を上げるために、シート状部材を薄くした場合、透
過式スクリーンの変形が顕著に現れていた。

また、一枚構成の透過式スクリーンは、変形しにくい反
面、投写光の利用効率が低く、暗い画像となりやすい等
の問題があった。

本考案が解決しようとする課題は、解像度を上げるため
に薄く剛性の弱いシート状部材を用いた透過式スクリー
ンが、温度や湿度の影響を受けてたとえ寸法が変化した
としても、そのスクリーン自体にたわみが生じないよう
にするには、どのような手段を講じればよいかという点
にある。

そして、特に、両面にレンチキュラーレンズ面を有し、
そのレンチキュラーレンズ面のピッチが小さく解像度の
高いレンチキュラーシートを用いた透過式スクリーン
の、優れた画質を十分に発揮できる背面投写装置を提供
することを課題としている。

（課題を解決するための手段） そこで、上記課題を解決するために本考案は、画像発生
源と、この画像発生源の前方に設けられた投写レンズ
と、この投写レンズの結像面に設けられた複数枚のシー
ト状部材を重ねて成る透過式スクリーンとを備えた背面
投写装置であって、 前記スクリーンを形成する前記複数枚のシート状部材の
うち、少なくとも装置の一番外側に位置するシート状部
材の周辺部に外方への力を弾性的に作用させて、そのシ
ート状部材を枠体に保持する保持手段を設けたことを特
徴とする背面投写装置を提供するものである。

（実施例） 第１図は本考案の一実施例の透過式スクリーン取付構造
を示す縦断面図である。画像発生源２、投写レンズ６等
は、従来例と同一であるので、この図では省略する。

キャビネット１の前板1aに投写光の通過する開口1bが設
けられている。枠体90は、鉄製の内枠体9Bに外枠体9A
を、外側からネジ止めして構成される。この枠体90は、
キャビネットの前板1aに数箇所植え込んだ止め金具（図
示せず）に上から下へ摺動させることによって、前板1a
に係止される。

内枠体9Bの頂面に、弾性を有し、適度な硬度の発泡ウレ
タン製の厚さ3mm（1mm程度でもよい）のブロック体15
が、両面接着テープで接着されている。これにフレネル
レンズシート82の平面側が、同じく両面接着テープで四
周とも図示の如く接着保持されている。その両面接着テ
ープとブロック体15とには、約10cmの長さ毎に、厚さ方
向に切り込みが入れられており、フレネルレンズシート
82の寸法変化に追従して、両面接着テープとブロック体
15とが、変化しやすくしてある。

レンチキュラーシート81には、第２図（Ａ）に示すよう
に、周辺部に複数のテープ状片13が、レンチキュラーシ
ート81の中央部を放射中心として、放射状にコイルスプ
リング17の張力がかけられるよう配置されている。テー
プ状片13の一端は、レンチキュラーシート81の背面に接
着される。このテープ状片13は、アセテート布基材の片
面に粘着剤を処理した粘着テープを二つ折りにし、折り
目に鋼線16（第２図（Ｂ）参照）をはさんで粘着面同志
を貼合わせたものである。

レンチキュラーシート81には、上下方向の中央部がフレ
ネルレンズシート82側へ自然状態で凸となるように、湾
曲した形状が付与されている。この湾曲形状は、レンチ
キュラーシート81とフレネルレンズシート82との密着性
をより高めるためのものである。

ここで、第１図にもどり、14はテープである。

テープ14は、フレネルレンズシート82の外周の角部か
ら、内枠体9Bの側面にテープ状片13の配設位置に対応し
て設けられた切欠孔9Cの一辺までを覆って接着される。
このテープ14は、テープ状片13をフレネルレンズシート
82の外周に当接させて後方へ折り曲げたとき、フレネル
レンズシート82の外周の角ばった角で、テープ状片13の
摺動性が害されるのを防止するためのものである。テー
プ14のテープ状片13側の表面は、滑りやすいように表面
処理されている。

外枠体9Aと内枠体9Bとの間のクリアランスは、テープ状
片13が自由に摺動できるように、9Dで示すスポット状凸
部を内枠体9B側の適所に突き出しプレス加工することに
より保持されている。

コイルスプリング17は、その一端をテープ状片13の外端
部に補強用の鋼線16を抱え込むようにして挿通し、他端
を内枠体9Bに設けられた止め孔9Eに挿通して、張力をか
けた状態で取付けられる。

上述したコイルスプリング17及びテープ状片13が、レン
チキュラーシート81に外方への力を弾性的に作用させ
て、そのシート81を枠体90に保持する保持手段である。

コイルスプリング17の張力は、第２図（Ａ）に示すよう
に放射状に作用するようにしてあるから、レンチキュラ
ーシート81が膨張収縮するとき、バランス良く力が働ら
き、テープ状片13の配設箇所間がふくれて皺が寄ること
は無い。

また、コイルスプリング17の張力は、レンチキュラーシ
ート81の剛性や強度、及びその重量等との関係で各種信
頼性テストを行って決められる。その結果、張力は１箇
所につき200〜600グラム重程度であり、コーナー部に配
設したコイルスプリングの張力をやや強くしている。テ
ープ状片13の配設箇所の増減も、同様のテストを行って
決める。

レンチキュラーシート81の外形寸法は、フレネルレンズ
シート82の外形寸法より、周囲1mmずつ小さくしてある
ので、テープ状片13をフレネルレンズシート82の外周に
当接させて、後方へ折り曲げて引張っても、レンチキュ
ラーシート81には、その平面の放射方向へ張力がかけら
れることになる。

テープ状片13をフレネルレンズシート82の外形に当接さ
せて後方に折り曲げることにより、レンチキュラーシー
ト81を引張る力を後方から作用させることができるの
で、第１図にＤで示す枠体90の縁取り寸法（枠体の厚
み）を、小さくすることが可能となる。枠体90の縁取り
寸法を小さくできることは、背面投写装置を複数台マト
リクス状に並べて、いわゆるマルチ画像を構成したと
き、枠体を目立たないようにでき、商品価値を高める大
変重要なポイントとなる。

なお、テープ状片13の厚さは約0.3mmであり、折り曲げ
に対して十分に柔軟性をもっている。よって、テープ状
片13の摺動に対し、折り曲げ部が抵抗力をもつことはほ
とんど無い。

また、テープ状片13をフレネルレンズシート82の外形に
当接させて後方へ折り曲げたことにより、装置が振動す
ることによって、フレネルレンズシート82とレンチキュ
ラーシート81とが振動したとしても、２枚のシートは一
体となって動く。

さらに、レンチキュラーシート81とフレネルレンズシー
ト82との外周部間に、テープ状片13がはさまれる構造と
なっているので、テープ状片13に張力をかけても、その
張力で両シート間に押圧力が働くことがない。よって、
輸送時等の振動によって、２枚のシートが相対運動する
ことがなく、２枚のシートがこすれて白い摩耗粉を発生
することがない。

ゴム片を使えばテープ状片とコイルスプリングを一体化
した機能を果たすことは試作により確認したが、約10年
間にわたって張力をかけた状態に保つとき、そのクリー
プ特性が信頼性を満足できない。

以上、説明したように、レンチキュラーシート81は、常
に放射状に適度な弾性的張力を受けることになり、温度
や湿度の変化でレンチキュラーシート81の寸法が変化し
ても、その寸法変化は、テープ状片13の摺動を通じてコ
イルスプリング17に吸収される。よって、第６図
（Ｂ），（Ｃ）に示すようなたわみが生じることはな
く、背面に配設されたフレネルレンズシート82との良好
な密接性が保たれる。

従って、この背面投写装置は、透過式スクリーンが、常
に、投写レンズの結像面に保たれるので、面像がぼやけ
たり、コンバーゼンスがずれたりすることがない。さら
に、この装置は、レンチキュラーレンズのピッチが小さ
く、かつ、薄いレンチキュラーシートを採用できるの
で、解像度を向上させることができ、HDTV用の受像機に
好適である。

さらに、比較的厚くて十分な剛性を有するフレネルレン
ズシート82は、弾性を有する発泡プラスチックのブロッ
ク体15を介して枠体に固定されている。よって、フレネ
ルレンズシート82の寸法が伸縮しても、その伸縮にブロ
ック体15が十分に追従できるので、フレネルレンズシー
ト82にもたわみが生じることがない。

なお、透過式スクリーンが、一番剛性の弱いシートを真
中にはさんで、３枚のシートで構成される場合は、直接
空気に触れ、環境変化の影響を最も受けやすい一番外側
のシート（一番視聴者に近いシート）に張力をかける。
このとき、一番剛性の弱いシートは、直接張力がかけら
れなくても、より剛性のあるシートにはさまれており、
かつ、一番外側のシートに張力がかけられているので、
たわむことはない。

（考案の効果） 以上の通り、本考案になる背面投写装置は、温度や湿度
が変化しても、透過式スクリーンにたわみが生じること
がなく、常に、透過式スクリーンを投写レンズの結像面
に正しく位置させることができる。よって、この背面投
写装置は、常に良好な画像を再生できる。

さらに、本考案の背面投写装置は、透過式スクリーンに
対する外方への弾性的な力を、透過式スクリーンの外周
方向に設けた保持手段からではなく、前記透過式スクリ
ーンの後方に設けた保持手段から作用させることができ
る。よって、透過式スクリーンの外周を覆う枠体の縁取
り寸法（枠体の厚み）を小さくすることが可能となる。
枠体の縁取り寸法を小さくできることは、背面投写装置
を複数台マトリクス状に並べて、いわゆる大型のマルチ
画像を構成したとき、スクリーンの継ぎ目となる枠体を
目立たないようにでき、鑑賞者に違和感のない良好な大
画面映像を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の透過式スクリーン取付け構
造を示す縦断面図、第２図（Ａ）はレンチキュラーシー
トの平面図、同図（Ｂ）はそのレンチキュラーシートの
縦断面図、第３図は従来例の縦断面図、第４図は透過式
スクリーンの水平断面図、第５図は従来の透過式スクリ
ーン取付け構造を示す縦断面図、第６図（Ａ）〜（Ｃ）
は従来の透過式スクリーンのたわみを説明するための
図、第７図は１枚構成の透過式スクリーンの水平断面図
である。 １…キャビネット、1a…前板、1b…開口、４…画像発生
源（CRT）、６…投写レンズ、８…透過式スクリーン、9
A…外枠体、9B…内枠体、9C…切欠孔、9D…スポット状
凸部、9E…止め孔、13…テープ状片、14…テープ、15…
ブロック体、16…鋼線、17…コイルスプリング、81…レ
ンチキュラーシート、82…フレネルレンズシート、90…
枠体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】画像発生源と、この画像発生源の前方に設
   けられた投写レンズと、この投写レンズの結像面に設け
   られた複数枚のシート状部材を重ねて成る透過式スクリ
   ーンとを備えた背面投写装置であって、 前記スクリーンを形成する前記複数枚のシート状部材の
   うち、少なくとも装置の一番外側に位置するシート状部
   材の周辺部に、前記透過式スクリーンの後方に折り曲げ
   て配置された柔軟性を有するテープ状片を介して外方へ
   の力を弾性的に作用させて、そのシート状部材を枠体に
   保持する保持手段を前記透過式スクリーンの後方に設け
   たことを特徴とする背面投写装置。