WO2012042643A1 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

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WO2012042643A1
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image
screen
mirror
display apparatus
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平田 浩二
俊彦 松澤
佐藤 正
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日立コンシューマエレクトロニクス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a projection display apparatus.
  • a projection video display device that projects onto a transmissive projection surface by a video projection unit that projects an image using a video display element such as a liquid crystal panel. It is widely used.
  • Patent Document 1 a video projection unit is housed inside, and a mirror that reflects an image from the video projection unit is provided on a rear inner wall of a casing in which a projection screen is erected on the front surface.
  • a structure for mounting at an inclination angle has already been disclosed.
  • Patent Document 2 a projection display device that does not require a mirror on the back side of the projection screen is already known.
  • the Patent Document even in oblique projection, using a hologram. In other words, a high-contrast and bright image light is transmitted or reflected in a predetermined direction.
  • Patent Document 3 an oblique projection optical system is used to project an image on a projection screen held upright on the front surface of the housing, and on the rear surface of the projection screen, as with the screen, A rear projection display device that reflects an image and projects it onto a projection screen by a mirror held upright is already known.
  • JP 2008-76901 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-295816 JP 2006-18140 A
  • the above-described conventional technique is a projection-type image display device that projects an image on a transmission-type projection surface using an image display element, and in particular, in the device, projects a screen as a projection surface and an image.
  • the structure of the housing for assembling and holding the image projecting unit to be assembled and the mirror that reflects the image from the image projecting unit has not been sufficiently improved.
  • the casing is also enlarged, and therefore, particularly difficult and inconvenient in transportation and transportation of the device. .
  • a required mechanical strength is required for the rear inner wall of the housing, and Further, it is necessary to further strengthen the strength of the housing, for example, to increase the thickness in order to prevent deformation of the mirror. Further, since the manufacturing requires a required manufacturing accuracy, there is a problem that the manufacturing cost is increased.
  • a screen as a projection surface, a video projection unit that projects an image, and a mirror that reflects the image from the image projection unit are assembled and held together.
  • the structure of the housing for this purpose, sufficient consideration has not been given to the increase in size of the housing accompanying the increase in the size of the display screen described above, and the difficulty and inconvenience in transporting and transporting the device.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and the object thereof is to solve the problems in the above-described prior art, and even in the case of a large display screen, in the transportation and transportation. It is an object of the present invention to provide a projection display apparatus having a housing structure that is not difficult or inconvenient and does not increase the manufacturing cost of the apparatus.
  • a transmissive screen an image projection unit that projects an image displayed on an image display surface as image light, and an image projected from the image projection unit
  • a projection optical system for enlarging and projecting light onto the rear surface of the transmissive screen and a part of the projection optical system that reflects the image light from the image projection unit and transmits the light.
  • the image projection unit constitutes an oblique projection optical system, and the transmission screen and the plane mirror are parallel to each other,
  • each is independently fixed vertically on the base, and the back side of the transmissive screen covers the back side of the plane mirror.
  • the back cover can be folded removably mounted to have the projection display apparatus is provided.
  • the transmissive screen and the flat mirror are further detachably mounted on the base in the projection display apparatus.
  • a beam member for holding the transmission screen and the plane mirror in parallel with each other is provided.
  • the said detachable back cover is removable from the back surface of the said plane mirror, and can return to flat form, and especially the said detachable back cover is at least 1 cover. It is preferable that it is comprised from the member.
  • the detachable back cover includes two cover members, and members that can be joined to each other are attached to end portions of the two back cover members.
  • the removable assembly structure eliminates difficulties and inconveniences in transportation and transportation, and can reduce energy and carbon emissions required for movement or transportation.
  • it is possible to provide an extremely excellent effect that a projection-type image display device that is friendly to the global environment is provided.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention when viewed from the rear. It is a disassembled perspective view which shows the state decomposed
  • FIG. 1 is shown as a perspective view of the whole of a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention when viewed from the rear side.
  • a frame attached to the lower end of the projection type screen constituting the projection surface is denoted by reference numeral 3, a frame attached to both ends thereof, and reference numeral 4 attached to the upper end thereof.
  • Each frame is shown.
  • a plurality of (in this example, two) foldable housings are attached to the back side of the screen, and back covers 30 and 31 for shielding external light incident on the back side of the screen are attached.
  • a shelf-like storage unit 24 is provided, and an image projection unit 35 for projecting an image on the screen is disposed therein.
  • symbol 23 of a figure is a "U" -shaped reinforcement member attached to the rear end of the shelf-shaped storage part 24, and the code
  • a portion of the shelf-like storage unit 24 displayed in black may be provided with a filter for removing dust when outside air passes through.
  • Reference numeral 36 in this figure denotes a member that joins between the two foldable back covers 30 and 31. For example, a pin or a pin that is inserted into a through hole formed in the cover and fixed. A hook-and-loop fastener can be used.
  • a pair of side plates 17 are arranged in the vertical direction as a base for mounting the device at the lower portion of the screen, and the outer shape of the reinforcing plate 20 has an “I” shape between them. , 21 are attached.
  • the leg part 14 is attached to the lower side of these pair of side plates 17, respectively.
  • two rollers 15 and 15 are attached to each leg portion 14, respectively, thereby enabling the entire display device to easily move on the floor surface, and for each leg portion 14.
  • a stopper 16 is attached to the rear, and can be stopped at a desired position.
  • symbol 5 in a figure is a safety cover attached to the front of each leg part 14, and the code
  • symbol 18 in a figure has shown the accommodating part which accommodates the up-and-down raising / lowering mechanism attached to one side of the said pair of side plate 17 for example.
  • FIG. 2 attached shows a state in which the above-described projection display apparatus is disassembled into individual parts.
  • the transmissive screen constituting the projection surface is denoted by reference numeral 1, and frames 4, 2, and 3 are integrally attached to the upper, lower, and both side ends, respectively.
  • Reference numerals 5 and 6 in the figure denote boards that are attached to the front end edges of the pair of side plates 17 in the front of the display device, and these members are located under the screen 1 and have the “I” shape
  • the reinforcing plates 20, 21, and a plurality of reinforcing plates 7, 8, 9, 10, 11 having an “I” -shaped outer shape are assembled in a box shape.
  • the shelf-like storage portion 24 has wall portions on both sides thereof, and an “I” -shaped reinforcing plate 22 is formed at the rear edge thereof together with the “U” -shaped reinforcing member 23. It is attached.
  • the above-described mirror is indicated by reference numeral 29, and a frame body 28 is attached to the upper side of the mirror 29, and a pair of “L” -shaped members are attached to the lower side thereof.
  • the two foldable housings (back covers) 30 and 31 described above are shown separately.
  • Reference numeral 32 in the drawing denotes a pair of beam members, each having one end connected to the frame 4 of the screen 1 and the other end connected to the upper frame 28 of the mirror 29.
  • symbol 5, 13, 14, 15, 16 in a figure has each shown the safety cover, the fixture of a stopper, a leg part, a roller, and a stopper, respectively.
  • FIG. 3 attached shows a state in which a part of the above-described parts is assembled to constitute a main part constituting the projection display apparatus. That is, the symbol A indicates a screen portion including the screen 1 described above, B indicates a leg portion, and C indicates a cabinet portion. As is apparent from the drawing, these parts are assembled together, and the storage part 24 is attached to the rear of the cabinet part C, and the mirror 29 is planted. That is, the protruding portions of the pair of “L” -shaped members attached to the lower side are inserted into holes (not shown) provided in a part of the cabinet portion C.
  • the pair of members 25 and 26 are attached to the gap between the lower end of the screen 1 and the lower end of the mirror 29, and between the upper frame body 4 of the screen 1 and the upper frame body 28 of the mirror 29. Fixes the pair of beam members 32. Thereafter, housings (back covers) 30 and 31 are attached to the rear of the screen 1 so as to cover the mirror 29 and the pair of beam members 32, thereby completing the assembly of the projection display apparatus. At this time, the back covers 30 and 31 can be easily attached to the frame 4 at the upper end of the screen 1 or the frames 3 at both ends thereof by using the above-described joining members such as pins and hook-and-loop fasteners. It can be.
  • FIG. 4 (A) A side view of the completed projection display apparatus is shown in FIG. 4 (A), and the screen 1 and the mirror 29 (FIG. 4 (B)) are further cut longitudinally at the center.
  • FIG. 4 (B) A side view of the device shown in the state is shown in attached FIG. That is, as is clear from these drawings, in the above-described projection display apparatus, the screen 1 and the mirror 29 are each a cabinet part C (a so-called so-called so-called, Each of them is independently planted on a base (see FIG. 3), and is further arranged and fixed parallel to each other by the pair of beam members 32 described above.
  • the housings (back covers) 30 and 31 that cover the screen 1 and the mirror 29 from the back surface thereof only cover the screen 1 and the mirror 29 that are fixed independently from the outer periphery thereof.
  • the concept of the housing in the projection type image display apparatus that is, a structure (function) in which a screen is attached to the housing and a mirror is attached to the screen at a predetermined distance and
  • FIG. 5 attached shows housings (back covers) 30 and 31 of the projection display apparatus according to the present invention. More specifically, FIG. The housings (back covers) 30 and 31 in the attached (folded) state are shown, and FIG. 5 (B) shows the housings (backs) in the state of being removed from the apparatus and returned to the flat plate. Covers 30 and 31 are shown.
  • the conventional projection display apparatus has a structure in which the mirror is attached to the screen at a predetermined distance and angle by the housing, so that the outer dimension of the housing becomes large.
  • the housings (back covers) 30 and 31 can be bent, and can be removed and returned to a flat plate shape.
  • the housings (back covers) 30 and 31 described above are lightweight, relatively inexpensive, soft, and excellent in processability, such as PVC (polyvinyl chloride). It is preferable.
  • the projection display apparatus is divided into parts and parts as shown in FIG.
  • it can be packed using a flat-shaped storage box that is sufficiently small compared to, for example, a cardboard box used for packing a conventional projection display apparatus, in particular, a thin depth.
  • a flat-shaped storage box that is sufficiently small compared to, for example, a cardboard box used for packing a conventional projection display apparatus, in particular, a thin depth.
  • FIG. 6A shows a state before housing (back cover) 30 and 31 is stored in a cardboard box
  • FIG. 6B shows that housing (back cover) 30 and 31 is stored in a cardboard box.
  • Each of the states is shown.
  • the number of the back covers 30 and 31 is not limited to two.
  • the number of back covers 30 and 31 may be one, or may be three or more.
  • the largest capacity portion that is, the housing portion including the screen and the plane mirror, and the plane mirror attached to the inner wall surface
  • the back covers 30 and 31 can be easily removed, and accordingly the screen 1 described above.
  • the plane mirror 29 can be easily removed, so that the projection display apparatus can be disassembled into necessary units and parts (see FIGS. 3 and 6).
  • FIG. 7 shows a projection lens that realizes an oblique projection optical system, an optical path folding mirror (that is, a flat mirror) 29, and further a transmission in an image projection unit 35 applicable to the projection display apparatus of the present invention.
  • the arrangement of the mold screen 1 is shown. That is, this constitutes a so-called oblique projection optical system in which the optical axis shift amount of the projection lens is large and the lower end of the optical path folding mirror 29 is located below the upper end of the mirror M1 of the projection lens.
  • an optical projection mirror 29 having a configuration of an oblique projection optical system is used, and the optical path folding mirror 29 is arranged in the vertical direction like the transmissive screen 1. Therefore, as described above, the screen 1 and the mirror 29 can be independently planted on the cabinet portion C (see FIG. 3). In the above example, the screen 1 and the mirror 29 are further held by the pair of beam members 32 so as to be parallel to each other.
  • FIG. 8 shows an example of the projection lens shown in FIG. 7, and the attached FIGS. 9A and 9B show the YZ section and the XZ section of the projection lens. ing.
  • Table 1 below shows lens data of the lenses L1 to L10 constituting the projection lens.
  • Z representing the sag amount of the lens surface shape of the aspheric lenses L2 and L6 is represented by the following equation, and the aspheric coefficient thereof is as shown in Table 2 below.
  • Reference numeral M1 in the figure is a mirror having a free-form surface shape
  • the sag amount Z is expressed by the following equation
  • the free-form surface coefficient is shown in Table 3 below.
  • the conic coefficient “k” is 0 in this embodiment.
  • Trapezoidal distortion due to oblique incidence occurs extremely large in the direction of oblique incidence, and the amount of distortion is small in the direction perpendicular thereto. Therefore, a significantly different function is required between the direction of oblique incidence and the direction perpendicular thereto, and asymmetrical aberrations are favorably corrected by not using the conic coefficient k that functions rotationally and in all directions.
  • Surface number (18), surface number (19), surface number (20), and surface number (21) are the refractive surfaces of the free-form surface lens, and surface number (22) is the reflective surface of the free-form surface mirror. The shape name is attached to the side of the surface number.
  • the image light projected from the image projection unit of the oblique projection optical system described above and reflected on the plane mirror (optical path folding mirror) 29 is incident on the back surface of the following transmissive screen and then exits toward the monitoring side.
  • this transmissive screen a linear Fresnel type or a circular Fresnel type can be used as described below.
  • FIGS. 10A and 10B show the detailed structure of a linear Fresnel type transmission screen.
  • this screen has a diffusion material (not shown) on the viewing side surface. And a hardened surface layer (hard coat layer) for preventing scratches, and a Fresnel sheet base material in which a number of linear Fresnel lenses 136 are horizontally formed on the light source side (inside the housing) 135.
  • a linear Fresnel type transmission screen it is possible to emit the image light beam projected from the image projection unit of the oblique projection optical system to the monitoring side, as is apparent from the drawing.
  • the linear Fresnel type transmission screen is, for example, a roll-type Fresnel sheet substrate that is fed in a flat state by a sheet feeding machine, and at that time, one surface of the sheet surface is irradiated with ultraviolet rays, visible light, or an electron beam.
  • a resin that hardens at, and molding and curing the Fresnel lens shape with a linear Fresnel molding roll it is possible to improve mass productivity and reduce manufacturing costs.
  • materials polycarbonate, polyethylene terephthalate, polypropylene and the like having high transmittance are candidates, but in consideration of dimensional stability, low moisture absorption materials such as polycarbonate and polyethylene terephthalate are preferable.
  • As the screen substrate acrylic, polycarbonate, polystyrene or the like having high transmittance is preferable.
  • FIGS. 11A and 11B show a detailed structure of a circular Fresnel transmission screen. That is, even with such a circular Fresnel type transmission screen, the image light beam projected from the image projection unit of the oblique projection optical system can be emitted to the monitoring side in the same manner as the linear Fresnel type transmission screen. ⁇ Overall configuration of image projection unit>
  • the light source 199 includes a lamp tube 200 and a reflector 201.
  • This lamp 199 is a white lamp of a high-pressure mercury lamp.
  • the reflector 201 has, for example, a rotary parabolic reflecting surface disposed so as to cover the lamp 200 from the rear side, and has a circular or polygonal exit opening.
  • the light emitted from the lamp tube 200 is reflected by the reflector 201 having a rotating parabolic reflecting surface, and is emitted as a light beam substantially parallel to the optical axis 215.
  • Light emitted from the light source 199 enters a multi-lens integrator.
  • the multi-lens integrator 203 includes the first multi-lens element 203a and the second multi-lens element 203b.
  • the lens cell shape of the first multi-lens 203a has a rectangular shape substantially similar to the liquid crystal panels 222a, 222b, and 222c when viewed from the optical axis 215 direction, and a plurality of lens cells are arranged in a matrix. In this way, the light incident from the light source is divided into a plurality of light by a plurality of lens cells, and is efficiently guided to pass through the second multi-lens element 203b and the polarization conversion element 204. That is, the first multi-lens element 203a is designed so that the lamp tube 200 and each lens cell of the second multi-lens element 203b are in an optically conjugate relationship.
  • the lens cell shape of the second multi-lens element 203b is a rectangular shape when viewed from the direction of the optical axis 215, as in the case of the first multi-lens element 203a, and a plurality of lens cells are arranged in a matrix.
  • Each of the lens cells constituting the lens element has a lens cell shape of the corresponding first multi-lens element 203a on the liquid crystal panels 222a, 222b, and 222c together with the superimposing lenses 208a, 208b, and 208c. Project (map) to. In this process, the light from the second multi-lens element 203b is aligned in a predetermined polarization direction by the action of the polarization conversion element 204.
  • the projected images by the lens cells of the first multi-lens element 203a are superimposed by the action of the superimposing lenses 208a, 208b, 208c, respectively, and thus the light amount distribution on the corresponding liquid crystal panels 222a, 222b, 222c. Becomes uniform.
  • SYMBOLS 1 Projection type screen, 17 ... Side plate, C ... Cabinet part, 29 ... Plane mirror (optical path folding mirror), 30, 31 ... Housing (back cover), 32 ... Beam member, 35 ... Image projection unit, 36 ... Joining member .

Abstract

 表示画面が大型化しても搬送・輸送が容易であり、搬送に必要なエネルギーや排出炭素量を低減して地球環境にも優しい投写型映像表示装置を提供する。映像表示面に表示された映像を映像光として投写する映像投写ユニットから投写された映像光を透過型スクリーンの背面に拡大投写する投写型映像表示装置において、映像投写ユニットは、斜投写光学系を構成すると共に、更に、透過型スクリーン(1)と平面ミラー(29)は、互いに平行に、かつ、それぞれ、独立して、側板(17)を含むキャビネット部(C)上に垂直に固定して配置され、そして、透過型スクリーンの背面側には、平面ミラーの背面を覆うように、折り曲げ可能なバックカバー(30、31)が着脱可能に取り付けられている。

Description

投写型映像表示装置
 本発明は、投写型映像表示装置に関する。
 表示画面を大きくした大型の映像表示装置としては、液晶パネルなどの映像表示素子を使用して映像を投影する映像投写ユニットにより、透過型の投写面に投写する投写型映像表示装置が、既に知られており、かつ、広く利用されている。
 従来、例えば、以下の特許文献1によれば、映像投写ユニットを内部に収納すると共に、その前面に投写スクリーンを直立した筺体の背面内壁に、映像投写ユニットからの映像を反射するミラーを所定の傾斜角で取り付ける構造が、既に開示されている。
 また、以下の特許文献2によれば、投写スクリーンの背面側において、ミラーを必要としない投射表示装置についても既に知られており、当該特許文献には、ホログラムを用いることにより、斜め投射においても、コントラストが高く、明るい映像光を、所定の方向に透過又は反射するものが開示されている。
 更に、以下の特許文献3によれば、斜め投写光学系を利用し、筺体の前面に直立して保持された投写スクリーンに映像を投影すると共に、当該投写スクリーンの背面において、当該スクリーンと同様、直立して保持されたミラーによって、映像を反射して投写スクリーンに投影する背面投射型ディスプレイ装置も既に知られている。
特開2008-76901号公報 特開平11-295816号公報 特開2006-18140号公報
 しかしながら、上述した従来技術では、映像表示素子を使用して透過型の投写面に映像を投影する投写型映像表示装置であって、特に、当該装置において、投写面であるスクリーンと、映像を投影する映像投写ユニットと、当該映像投写ユニットからの映像を反射するミラーとを組み立てて一体に保持するための筺体の構造に関しては、十分な改良が行われていなかった。
 例えば、上記特許文献1に開示された映像表示装置では、その表示画面の大型化に伴ってその筺体も大型化してしまい、そのため、特に、当該装置の搬送・輸送において困難や不便を生じてしまう。また、映像投写ユニットからの映像を反射するミラーを、所定の角度だけ傾斜させて筺体の背面内壁に取り付ける必要があることから、当該筺体の背面内壁には所要の機械的強度が要求され、かつ、ミラーの変形防止のため厚さが増すなど、筺体の強度を更に強化する必要が生じる。更に、その製造には所要の製作精度が要求されることから、製造コストの上昇を招いてしまうという問題があった。
 なお、上記特許文献2に記載された投射表示装置では、かかる問題点は解消されるものの、ホログラムを用いない現状の映像投写ユニットによる投写型映像表示装置に適用した場合には、コントラストが高くかつ明るい映像光を得ることは困難であった。
 加えて、上記特許文献3により知られた投射表示装置では、投写面であるスクリーンと、映像を投影する映像投写ユニットと、当該映像投写ユニットからの映像を反射するミラーとを組み立てて一体に保持するための筺体の構造に関しては、上述した表示画面の大型化に伴う筺体の大型化、更には、装置の搬送・輸送における困難や不便さについて十分な考慮が払われてはいなかった。
 本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑みて為されたものであり、そして、その目的は、上記従来技術における問題点を解消し、表示画面が大型化しても、その搬送・輸送における困難や不便さがなく、かつ、装置の製造コストの上昇を招くことのない筺体構造を備えた投写型映像表示装置を提供することにある。
 本発明によれば、上記の目的を達成するため、まず、透過型スクリーンと、映像表示面に表示された映像を映像光として投写する映像投写ユニット、そして、前記映像投写ユニットから投写された映像光を前記透過型スクリーンの背面に拡大投写する投写光学系とを基台上に搭載し、かつ、前記投写光学系の一部には、前記映像投写ユニットからの映像光を反射して前記透過型スクリーンに投写するための平面ミラーを備えた投写型映像表示装置において、前記映像投写ユニットは、斜投写光学系を構成すると共に、更に、前記透過型スクリーンと前記平面ミラーは、互いに平行に、かつ、それぞれ、独立して、前記基台上に、垂直に固定して配置されており、そして、前記透過型スクリーンの背面側には、前記平面ミラーの背面を覆うように、折り曲げ可能なバックカバーが着脱可能に取り付けられている投写型映像表示装置が提供される。
 また、本発明では、前記の投写型映像表示装置において、更に、前記透過型スクリーンと前記平面ミラーは、前記基台上に、着脱可能に取り付けられていることが好ましい。又は、更に、前記透過型スクリーンと前記平面ミラーを互いに平行に保持するための梁部材を備えていることが好ましい。
 そして、本発明では、前記着脱可能なバックカバーは、前記平面ミラーの背面から取り外して平板状に戻すことが可能であることが好ましく、特に、前記着脱可能なバックカバーは、少なくとも1枚のカバー部材から構成されていることが好ましい。又は、前記着脱可能なバックカバーは、2枚のカバー部材から構成されており、当該2枚のバックカバー部材の端部には、互いに接合可能な部材が取り付けられていることが好ましい。
 上述した本発明によれば、表示画面が大型化しても、その着脱可能な組み立て構造から、その搬送・輸送における困難や不便さがなく、移動又は搬送に必要なエネルギーや排出炭素量を低減可能で、地球環境にも優しい投写型映像表示装置が提供されると言う、極めて優れた効果を発揮することが出来る。
本発明の一実施の形態になる投写型映像表示装置を後方から見た場合の全体の斜視図である。 上記投写型映像表示装置の個々の部品に分解した状態を示す分解斜視図である。 上記投写型映像表示装置の個々の部品の一部を組み立てた状態で示す一部分解斜視図である。 完成した状態の投写型映像表示装置の側面図、及び、一部断面を含む側面図である。 上記投写型映像表示装置のハウジング(バックカバー)の詳細構造を示す斜視図、及び、その展開斜視図である。 分解された出荷時における投写型映像表示装置の状態の一例を示す斜視図である。 本発明の投写型映像表示装置に適用可能な映像投写ユニットにおける斜投写光学系の原理を説明する図である。 上記映像投写ユニットにおける投写レンズの詳細構造の一例を示す図である。 上記映像投写ユニットにおける投写レンズの配置構造の一例を示す断面図である。 上記投写型映像表示装置において透過型スクリーンを構成するリニアフレネル方式のスクリーンの詳細構造を示す断面図である。 上記投写型映像表示装置において透過型スクリーンを構成するサーキュラーフレネル方式のスクリーンの詳細構造を示す断面図である。 上記映像投写ユニットの全体構成の一例を示すブロック図である。
 以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の各図において、共通な機能を有する要素は、同一符号を付して示し、かつ、一度説明したものについては、その重複を避けるため、その後での説明は省略する。
 まず、添付の図1は、本発明の一実施の形態になる投写型映像表示装置が、その後方から見た場合の全体の斜視図として示されており、この図において、符号2は、当該投写型映像表示装置において投写面を構成する投射型のスクリーンの下端に取り付けられた枠体を、符号3は、その両側端に取り付けられた枠体を、そして、符号4は、その上端に取り付けられた枠体を、それぞれ示している。そして、このスクリーンの背面側には、複数の(本例では、2枚の)、折り曲げ可能なハウジングであり、スクリーンの背面に入射する外光を遮蔽するためのバックカバー30、31が取り付けられ、その下方には、棚状の収納部24が設けられると共に、その内部には、当該スクリーンに映像を投影する映像投写ユニット35が配置されている。なお、図の符号23は、棚状の収納部24の後端に取り付けられた「U」字状の補強部材であり、また、符号26は、後にも説明する符号25と一対を成し、もって、後述するミラーの下端とスクリーンの下端との間に取り付けられる部材である。棚状収納部24の黒く表示された部分には、外気が通過する際、粉塵を取り除くためのフィルターが設けられる場合もある。また、この図中の符号36は、上記2枚の折り曲げ可能なバックカバー30、31の間を接合する部材を示しており、例えば、カバーに開けた貫通穴に挿入して固定する、ピンや面ファスナーなどを利用することが出来る。
 また、このスクリーンの下部には、当該装置を搭載するための基台として、一対の側板17が縦方向に並べられて配置されており、その間には外形が「I」字状の補強板20、21が取り付けられている。そして、これら一対の側板17の下辺には、それぞれ、脚部14が取り付けられており。なお、各脚部14には、それぞれ2個のローラ15、15が取り付けられており、これにより表示装置全体が、床面上を容易に移動することを可能とすると共に、各脚部14の後方には、ストッパー16が取り付けられ、もって、所望の位置に静止可能になっている。なお、図中の符号5は、各脚部14の前方に取り付けられた安全カバーであり、符号13は、上記ストッパー16を脚部14の後方に取り付けるためのストッパーの固定具である。また、図中の符号18は、上記一対の側板17の一方に取り付けられた、例えば、上下昇降機構を収納する収納部を示している。
 続いて、添付の図2には、上述した投写型映像表示装置を個々の部品に分解した状態を示している。図からも明らかなように、投写面を構成する透過型スクリーンは符号1で示されており、その上下及び両側端には、枠体4、2及び3が、それぞれ一体に取り付けられている。図中の符号5及び6は、表示装置の正面において、上記一対の側板17の前端縁に取り付けられるボードであり、これらの部材は、上記スクリーン1の下に位置し、上記「I」字状の補強板20、21、更には、複数の、やはり外形が「I」字状の補強板7、8、9、10、11によって、箱状に組み立てられる。また、上記の棚状の収納部24は、その両側に壁部を形成し、その後端縁部には、上記「U」字状の補強部材23と共に、「I」字状の補強板22が取り付けられる。
 そして、この図では、上述したミラーが符号29により示されており、このミラー29の上辺には枠体28が取り付けられると共に、その下辺には、一対の「L」字状の部材が取り付けられている。更に、この図では、上述した2枚の折り曲げ可能なハウジング(バックカバー)30、31が、それぞれ分離して示されている。また、図中の符号32は、一対の梁部材であり、それぞれ、一方の端部を上記スクリーン1の枠体4に、そして、他方の端部を上記ミラー29の上辺枠体28に連結される。なお、図中の符号、5、13、14、15、16は、それぞれ、安全カバー、ストッパーの固定具、脚部、ローラ、ストッパーを、それぞれ示している。
 更に、添付の図3には、上述した部品の一部を組み立てることにより、投写型映像表示装置を構成する主要な部分に構成した状態を示している。即ち、符号Aは、上述したスクリーン1を含むスクリーン部を、Bは脚部を、Cはキャビネット部を、それぞれ、示している。そして、図からも明らかなように、これらの部位を一体に組み立てると共に、更に、キャビネット部Cの後方には、収納部24を取り付けると共に、ミラー29を植立する。即ち、その下辺に取り付けた一対の「L」字状の部材の突出した部分を、キャビネット部Cの一部に設けられた孔(図示せず)に挿入する。そして、スクリーン1の下端とミラー29の下端との隙間には、上記一対の部材25、26を取り付けると共に、スクリーン1の上端の枠体4と、ミラー29の上端の枠体28との間には、上記一対の梁部材32を固定する。その後、上記スクリーン1の後方には、上記ミラー29と一対の梁部材32を覆うようにしてハウジング(バックカバー)30、31が取り付けられ、もって、投写型映像表示装置の組み立てが完成する。なお、その際、バックカバー30、31を、上述したピンや面ファスナーなどの接合部材を利用することにより、簡単に、スクリーン1の上端の枠体4やその両側端の枠体3に取り付け可能とすることが出来る。
 この完成した投写型映像表示装置の側面図が、添付の図4(A)に示されており、更に、そのスクリーン1とミラー29(図4(B))を中央部で縦方向に切断した状態で示す装置の側面図が、添付の図4(A)に示されている。即ち、これらの図からも明らかなように、上述した投写型映像表示装置では、スクリーン1とミラー29とは、一対の脚部14から植立した一対の側板17を含むキャビネット部C(所謂、基台:図3を参照)の上に、それぞれ、独立して植立されており、更には、上述した一対の梁部材32により、互いに平行になるように配置されて固定されている。そして、スクリーン1とミラー29をその背面から覆うハウジング(バックカバー)30、31は、それぞれ独立して固定されたスクリーン1とミラー29とを、その外周から覆うだけであり、換言すれば、従来の投写型映像表示装置におけるハウジングの概念、即ち、ハウジングにスクリーン取り付け、当該スクリーンに対してミラーを所定の距離と角度で取り付ける構造(機能)とは全くその発想を異ならせるものである。
 即ち、添付の図5には、本発明になる投写型映像表示装置のハウジング(バックカバー)30、31が示されており、より具体的には、図5(A)は、装置の背面に取り付けられた(折り曲げられた)状態のハウジング(バックカバー)30、31を示しており、そして、図5(B)は、装置から取り外した状態で、それぞれ、平板に戻した状態のハウジング(バックカバー)30、31を示している。即ち、従来の投写型映像表示装置では、ハウジングにより、スクリーンに対してミラーを所定の距離と角度で取り付けるという構造であることから、当該ハウジングの外形寸法が大きくなってしまうが、これに対して、上述した本発明の構造では、ハウジング(バックカバー)30、31は、折り曲げ可能であり、これを取り外すと共に、平板状に戻すことが出来る。なお、上述したハウジング(バックカバー)30、31は、軽量で、かつ、比較的安価であり、柔らかく、加工性にも優れた樹脂材である、例えば、PVC(ポリ塩化ビニル)などを使用することが好ましい。
 そこで、添付の図6にも示すように、例えば、生産工場から出荷する際、当該投写型映像表示装置を、例えば、上記図3に示したような部位及び部品の単位に分解することによれば、従来の投写型映像表示装置の梱包に使用される、例えば、段ボール箱などに比較して十分に小さい、特に、その奥行が薄い平板状の収納箱を利用して梱包することが可能となる。なお、図6(A)は、ハウジング(バックカバー)30、31を段ボール箱に収納する前の状態を、そして、図6(B)は、ハウジング(バックカバー)30、31を段ボール箱に収納した後の状態を、それぞれ示している。なお、これらのバックカバー30、31の数は、2枚に限定されるものではなく、例えば、1枚で構成してもよく、あるいは、3枚又はそれ以上の枚数で構成してもよい。
 以上によれば、一般に、投写型映像表示装置を構成する構成要素のうち、最も容量の大きな部位、即ち、スクリーンと平面ミラーとを含み、その内壁面に当該平面ミラーを取り付けたハウジング部分を、従来の構造に代えて、上述した2枚の折り曲げ可能なバックカバー30、31にすることにより、当該バックカバー30、31を容易に取り外すことが可能となり、かつ、それに伴って、上記のスクリーン1と平面ミラー29をも容易に取り外すことが可能となることから、当該投写型映像表示装置を必要な単位の部位や部品にまで分解する(上記図3及び図6を参照)ことによれば、比較的に小さな(奥行が薄い)平板状の収納箱に収納することにより、容易に、移動又は搬送することが可能となる。なお、このことは、例えば、製品の出荷時等においては、同じ台数の投写型映像表示装置であっても、従来の構造ものに比較し、より少ない台数のトラックや車両によって移動又は搬送することが出来ることから、移動又は搬送に必要なエネルギーや排出炭素量を低減し、地球環境にも優しいことを意味している。
 続いて、以下には、上述した本発明の投写型映像表示装置を構成するために必要な映像投写ユニット35やスクリーン1の詳細について説明を加える。
<映像投写ユニットの光学系>
 添付の図7は、本発明の投写型映像表示装置に適用可能な映像投写ユニット35において、斜投写光学系を実現する投写レンズと、光路折り返しミラー(即ち、平板ミラー)29、更には、透過型スクリーン1の配置を示している。即ち、これは、投写レンズの光軸シフト量が大きく、投写レンズのミラーM1の上端よりも、光路折り返しミラー29の下端が下に位置する、所謂、斜投写光学系を構成している。即ち、投写型映像表示装置に適用する映像投写ユニット35として、斜投写光学系の構成のものを採用することにより、光路折り返しミラー29を、透過型スクリーン1と同様に、垂直方向に配置することが出来、そのため、上述したように、スクリーン1とミラー29とを、キャビネット部C(図3を参照)の上に、それぞれ、独立して植立することが可能となる。なお、上記の例では、スクリーン1とミラー29は、更に、一対の梁部材32により、互いに平行になるように保持されている。
 図8は、上記の図7に示した投写レンズの一例を示したものであり、更に、添付の図9(A)及び(B)には、この投写レンズのYZ断面とXZ断面が示されている。なお、この投写レンズを構成するレンズL1~L10のレンズデータを以下の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 更に、非球面レンズL2、L6のレンズ面形状のサグ量を表すZは、以下の式で表され、その非球面係数は以下の表2に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 また、図の符号M1は、自由曲面形状を成すミラーであり、そのサグ量Zは、以下の式により表され、その自由曲面係数は、以下の表3に示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 上記の表から、本実施例では、コーニック係数「k」が0となっていることがわかる。斜め入射による台形歪は、斜め入射の方向に極端に大きく発生し、これと垂直な方向に歪量は小さい。従って、斜め入射の方向とこれに垂直な方向とでは、大幅に異なる機能が必要であり、回転対称で全方向に機能する上記コーニック係数kを利用しないことにより、非対称な収差を良好に補正することができる。また、面番号(18)、面番号(19)、面番号(20)、面番号(21)、は自由曲面レンズの各屈折面であり、面番号(22)は自由曲面ミラーの反射面であって、面番号の横に形状の名称を付けて示している。これら5つの自由曲面の形状は上記の数2で表され、上記の式において各m、nの値に対する係数C(m,n)の値を表3に示す。なお、2枚の自由曲面レンズは、反射ミラー系の自由曲面ミラーM2と連携して、斜投射によって生じる台形歪を補正するものである。
<透過型スクリーン>
 上述した斜投写光学系の映像投写ユニットから投射されて上記平面ミラー(光路折り返しミラー)29上で反射した映像光は、以下の透過型スクリーンの背面に入射した後、監視側に向かって出射する。なお、この透過型スクリーンとしては、以下にも述べるように、リニアフレネル方式のもの、又は、サーキュラーフレネル方式のものを利用することが出来る。
 図10(A)及び(B)は、リニアフレネル方式の透過型スクリーンの詳細構造を示しており、この図からも明らかなように、このスクリーンは、観視側表面には、図示しない拡散材を含んだ拡散層と傷防止のため硬化表面層(ハードコート層)を設けると共に、その光源側(ハウジング内部)の表面には、多数のリニアフレネルレンズ136を水平方向に形成したフレネルシート基材135によって構成されている。かかるリニアフレネル方式の透過型スクリーンによれば、図からも明らかなように、斜投写光学系の映像投写ユニットから投射される映像光線を監視側に出射することが出来る。
 なお、かかるリニアフレネル方式の透過型スクリーンは、例えば、ロール巻きされたフレネルシート基材をシート送り出し機により平坦な状態で送り出し、その際、シート表面の一方の面に紫外線又は可視光又は電子線で硬化する樹脂が塗布し、そして、リニアフレネル成形ロールによりフレネルレンズ形状を成形して硬化することにより、量産性が向上し、製造コストの低減を図ることが可能となる。また、材質としては高透過率なポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどが候補となるが、寸法安定性を考慮するとポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレートなどの低吸湿材料が良い。また、スクリーン基材としては透過率が高いアクリル、ポリカーボネイト、ポリスチレンなどが良い。
 図11(A)及び(B)は、サーキュラーフレネル方式の透過型スクリーンの詳細構造を示している。即ち、かかるサーキュラーフレネル方式の透過型スクリーンによっても、上記のリニアフレネル方式の透過型スクリーンと同様に、斜投写光学系の映像投写ユニットから投射される映像光線を監視側に出射することが出来る。
<映像投写ユニットの全体構成>
 次に、上述した映像投写ユニットの全体構成の一例について、添付の図12を参照して説明する。図12において、光源199は、ランプ管球200と、リフレクタ201とからなる。このランプ199は、高圧水銀ランプの白色ランプである。また、リフレクタ201は、ランプ200を背後側から覆うように配置された、例えば、回転放物面形状の反射面を有するものであり、円形又は多角形の出射開口を有している。そして、このランプ管球200から射出された光は、回転放物面形状の反射面を有するリフレクタ201によって反射され、光軸215に略平行な光束となり射出される。光源199から射出された光は、マルチレンズ方式のインテグレータに入射する。
 上述したように、マルチレンズ方式インテグレータ203は、第1のマルチレンズ素子203aと第2のマルチレンズ素子203bとから構成されている。なお、第1のマルチレンズ203aのレンズセル形状は、光軸215方向から見て液晶パネル222a、222b、222cとほぼ相似な矩形形状を有しており、複数のレンズセルがマトリックス状に配設されて形成されたものであり、光源から入射した光を複数のレンズセルで複数の光に分割し、もって、効率よく第2のマルチレンズ素子203bと偏光変換素子204を通過するように導く。すなわち、第1のマルチレンズ素子203aは、ランプ管球200と第2のマルチレンズ素子203bの各レンズセルとが光学的に共役な関係になるように設計されている。
 第2のマルチレンズ素子203bのレンズセル形状は、第1のマルチレンズ素子203aと同様に、光軸215方向から見て矩形形状であり、かつ、複数のレンズセルがマトリクス状に配設された構成を有しており、当該レンズ素子を構成するレンズセルは、それぞれ、対応する第1のマルチレンズ素子203aのレンズセル形状を、重畳レンズ208a、208b、208cと共に液晶パネル222a、222b、222c上に投影(写像)する。そして、この過程で、偏光変換素子204の働きによって、第2のマルチレンズ素子203bからの光は所定の偏光方向に揃えられる。同時に、第1のマルチレンズ素子203aの各レンズセルによる投影像は、それぞれ、重畳レンズ208a、208b、208cの働きにより重畳され、もって、それぞれに対応した液晶パネル222a、222b、222c上の光量分布が一様となる。
 1…投射型スクリーン、17…側板、C…キャビネット部、29…平面ミラー(光路折り返しミラー)、30、31…ハウジング(バックカバー)、32…梁部材、35…映像投写ユニット、36…接合部材。

Claims (6)

  1.  透過型スクリーンと、
     映像表示面に表示された映像を映像光として投写する映像投写ユニット、そして、
     前記映像投写ユニットから投写された映像光を前記透過型スクリーンの背面に拡大投写する投写光学系とを基台上に搭載し、かつ、
     前記投写光学系の一部には、前記映像投写ユニットからの映像光を反射して前記透過型スクリーンに投写するための平面ミラーを備えた投写型映像表示装置において、
     前記映像投写ユニットは、斜投写光学系を構成すると共に、更に、
     前記透過型スクリーンと前記平面ミラーは、互いに平行に、かつ、それぞれ、独立して、前記基台上に、垂直に固定して配置されており、そして、前記透過型スクリーンの背面側には、前記平面ミラーの背面を覆うように、折り曲げ可能なバックカバーが着脱可能に取り付けられていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  2.  前記請求項1に記載した投写型映像表示装置において、更に、前記透過型スクリーンと前記平面ミラーは、前記基台上に、着脱可能に取り付けられていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  3.  前記請求項1に記載した投写型映像表示装置において、更に、前記透過型スクリーンと前記平面ミラーを互いに平行に保持するための梁部材を備えていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  4.  前記請求項1に記載した投写型映像表示装置において、前記着脱可能なバックカバーは、前記平面ミラーの背面から取り外して平板状に戻すことが可能であることを特徴とする投写型映像表示装置。
  5.   前記請求項1に記載した投写型映像表示装置において、前記着脱可能なバックカバーは、少なくとも1枚のカバー部材から構成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  6.   前記請求項5に記載した投写型映像表示装置において、前記着脱可能なバックカバーは、2枚のカバー部材から構成されており、当該2枚のバックカバー部材の端部には、互いに接合可能な部材が取り付けられていることを特徴とする投写型映像表示装置。
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