(57)【要約】【課題】環境温度変化、風および衝撃があった場合でも、投射された映像の品位が低下することを抑制できる投射型映像表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】投射型映像表示装置１００は、画像が投射される反射型スクリーンシート１と、反射型スクリーンシート１の背面に固着された支持板２と、支持板２の背面周縁に固着されて支持板２と一体をなし、かつ、支持板２と同じ線膨張率を有する枠状部材３とを備えている。支持板２および枠状部材３は、環境温度変化により同時に伸縮可能に構成されている。【選択図】図１
2014126780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が投射されるスクリーンと、
前記スクリーンの背面に固着された支持板と、
前記支持板の背面周縁に固着されて前記支持板と一体をなし、かつ、前記支持板と同じ線膨張率を有する枠状部材とを備え、
前記支持板および前記枠状部材は、環境温度変化により同時に伸縮可能に構成された、投射型映像表示装置。
【請求項２】
前記スクリーン、前記支持板および前記枠状部材は樹脂製である、請求項１記載の投射型映像表示装置。
【請求項３】
前記枠状部材は中空構造に形成された、請求項２記載の投射型映像表示装置。
【請求項４】
前記枠状部材に組み付けられ、かつ、前記枠状部材よりも高い剛性を有する補強フレームをさらに備えた、請求項３記載の投射型映像表示装置。
【請求項５】
前記枠状部材の中空内部に前記補強フレームが組み付けられた、請求項４記載の投射型映像表示装置。
【請求項６】
前記枠状部材の中空内部に前記補強フレームが組み付けられた状態で、前記枠状部材の内面と前記補強フレームの表面との間に予め定められた隙間が設けられた、請求項５記載の投射型映像表示装置。
【請求項７】
前記補強フレームは前記枠状部材を収容可能に形成され、
前記補強フレームの内周部に設けた係合部と、前記枠状部材の外周部に設けた被係合部とを係合することで、前記補強フレームの内部に前記枠状部材が組み付けられた、請求項４記載の投射型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＭＤなどの反射型画像形成素子を備えた光学エンジンから拡大投射された映像を、大画面サイズの反射型スクリーンに映し出す構成を備えた投射型映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクター等から拡大投射された画像光が投射される反射型スクリーンとして、布またはポリ塩化ビニール樹脂の基材に白色塗装したり、反射率を上げるためにガラスビーズを埋め込んだりしてスクリーンシートを製作し、このスクリーンシートをアルミ製の枠状フレームの裏側からスナップボタンでセットし、上下左右の全方向にテンションを掛けることにより平面性を実現したスクリーンが実用化されている。
【０００３】
また、発泡ポリエチレンまたは発泡ウレタンにより形成された弾性体パネルの両面にアルミ薄板などの剛性シートを貼り合せることで、一方の面に生じる張力と他方の面に生じる張力とをバランスさせて平面性を高めた積層パネルに、反射シートを貼り合せたスクリーンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３５５７号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アルミ製の枠状フレームに貼り付けたスクリーンは、スクリーンシートに布または塩化ビニール樹脂を基材として使用しているため、環境温度変化によってスクリーンシートに伸縮が生じてスクリーンに歪が発生し、投射された映像が歪むという問題があった。
【０００６】
さらに、上記スクリーンでは大きなサイズになると室内のエアコンディショナーまたは屋外からの風を受けたり、使用者が触れるなどの少しの衝撃が加わったりした場合は、スクリーン中央部が揺れて投射された画像も一緒に動くという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載のスクリーンでは、弾性体パネルの両面に剛性シートとしてアルミ薄板を貼り合せてパネル全体の剛性を高めている。しかし、スクリーンにおける片面に貼り付けた反射シートの材料がポリカーボネートまたはポリエチレンテレフタレート等の樹脂シートを基材として使用しており、剛性シートとして使用するアルミ薄板の線膨張率に比べて反射シートの線膨張率が大きい。このため、環境温度変化によって反射シートと剛性シートとの伸縮差が生じて、低温時には反射シートが縮むのでスクリーンが凹形に反り、高温時では逆に反射シートが伸びるのでスクリーンが凸形に反ってしまうことから、この場合も、投射された映像が歪むという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、環境温度変化、風および衝撃があった場合でも、投射された映像の品位が低下することを抑制できる投射型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る投射型映像表示装置は、画像が投射されるスクリーンと、前記スクリーンの背面に固着された支持板と、前記支持板の背面周縁に固着されて前記支持板と一体をなし、かつ、前記支持板と同じ線膨張率を有する枠状部材とを備え、前記支持板および前記枠状部材は、環境温度変化により同時に伸縮可能に構成されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像が投射されるスクリーンと、スクリーンの背面に固着された支持板と、支持板の背面周縁に固着されて支持板と一体をなし、かつ、支持板と同じ線膨張率を有する枠状部材とを備え、支持板および枠状部材は、環境温度変化により同時に伸縮可能に構成された。
【００１１】
したがって、環境温度変化によって支持板と枠状部材との間で伸縮差が生じないことから、スクリーンに反りが発生することを抑制できる。また、スクリーンの背面に支持板と枠状部材を固着したためスクリーンの剛性が高まり、風および衝撃があった場合でもスクリーンの揺れを抑制できる。これにより、環境温度変化、風および衝撃があった場合でも、スクリーンの平面性を維持することができるため、スクリーンに投射された映像の品位が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）実施の形態１に係る投射型映像表示装置の概略構成を示す斜視図である。（ｂ）スクリーンユニットの要部拡大図である。
【図２】投射型映像表示装置の背面斜視図である。
【図３】（ａ）投射型映像表示装置の内部構造を示す側面図である。（ｂ）スクリーンユニットの要部拡大断面図である。
【図４】実施の形態２に係る投射型映像表示装置のスクリーンユニットの要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１（ａ）は、実施の形態１に係る投射型映像表示装置１００の概略構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、スクリーンユニット５０の要部拡大図であり、図２は、投射型映像表示装置１００の背面斜視図であり、図３（ａ）は、投射型映像表示装置１００の内部構造を示す側面図であり、図３（ｂ）は、スクリーンユニット５０の要部拡大断面図である。
【００１４】
投射型映像表示装置１００は、投射ユニット５と、スクリーンユニット５０とを備えている。投射ユニット５は、例えばＤＭＤなどの反射型画像形成素子を備え、反射型画像形成素子により生成された映像をスクリーンユニット５０に拡大投射する。投射ユニット５の背面には一対の支柱７の下部が固定され、一対の支柱７の上部にスクリーンユニット５０が固定されている。投射ユニット５の投射口６から投射された映像がスクリーンユニット５０の矩形画像表示範囲に合うように、投射ユニット５とスクリーンユニット５０の位置関係が決定される。なお、投射ユニット５とスクリーンユニット５０は、支柱７を介して固定せずに、それぞれ分離した状態で配置されてもよい。
【００１５】
次に、スクリーンユニット５０について説明する。スクリーンユニット５０は、反射型スクリーンシート１（スクリーン）と、支持板２と、枠状部材３と、補強フレーム４とを備えている。反射型スクリーンシート１は、例えば、線膨張率が７０×１０−６のポリエチレンテレフタレートにより形成されている。反射型スクリーンシート１は、薄いシート状に押出し成形され、その反射面には反射率を上げるためにガラスビーズを埋め込んだり、フレネルレンズを成形したりして投射ユニット５からの映像光を効率良く反射する。なお、反射型スクリーンシート１はポリカーボネートにより形成されてもよい。
【００１６】
支持板２は、例えば、線膨張率が７０×１０−６のアクリル樹脂により形成されている。支持板２は、反射型スクリーンシート１の背面に紫外線硬化型の接着剤等で接着（固着）される。支持板２は、反射型スクリーンシート１の背面の寸法と同じ寸法の部材が採用されるか、または、反射型スクリーンシート１の背面の寸法よりも大きな既定のサイズであって、安価なサイズの部材を、反射型スクリーンシート１に接着後に反射型スクリーンシート１の背面の寸法と同じ寸法に切断したものが採用される。支持板２の厚みは、接着後に反射型スクリーンシート１の表面が平坦になるように適度な厚み、例えば２〜３ｍｍ程度あればよい。支持板２の厚みが増すと投射型映像表示装置１００全体の重量が重くなるうえ、支持板２の材料費も高くなるからである。
【００１７】
支持板２の背面周縁には、樹脂材料において中空断面（中空構造）に押出し成形した矩形枠状の枠状部材３が両面テープまたは接着剤等で接着されて支持板２と一体をなしている。枠状部材３は、支持板２または反射型スクリーンシート１と同じ線膨張率である材料、例えば線膨張率７０×１０−６の塩化ビニール樹脂等で内部に中空構造を備えた筒形状に押出し成形された水平方向に延びる筒状部材３ａと、鉛直方向に延びる３ｂを備えている。
【００１８】
筒状部材３ａは、支持板２の背面の上下両端部にそれぞれ配置され、筒状部材３ｂは、支持板２の背面の左右両端部にそれぞれ配置されている。各筒状部材３ａ，３ｂの接合部は連結部材８により接合されている。なお、さらに剛性が必要な場合は筒状部材３ａ，３ｂの内部における上下および左右方向に筒状部材（図示省略）を連結して枠構造の強度を高める構造とすることができる。
【００１９】
枠状部材３の内部には、金属製の補強フレーム４が組み付けられている。より具体的には、枠状部材３の上部と下部における角部を除く部分の内部には、水平方向に延びる補強フレーム４ａが筒状部材３ａに対してそれぞれネジ１５等で締結され、枠状部材３の左部と右部の内部における角部を除く部分の内部には、鉛直方向に延びる補強フレーム４ｂが筒状部材３ｂに対してそれぞれネジ（図示省略）等で締結されている。
【００２０】
なお、反射型スクリーンシート１と支持板２の線膨張率が異なる場合には、環境温度変化による収縮差によってスクリーンユニット５０において僅かな反りを生じる場合があるので、支持板２の背面に反射型スクリーンシート１と同じ線膨張率のシート（図示省略）を貼り合わせることで、支持板２を挟んで前後の伸縮のバランスがとれ平面性が保つことができる。
【００２１】
補強フレーム４は、剛性が高い金属、例えばアルミニウムにおいて中空断面を有する押出し材により形成されており、アルミニウムの線膨張率は２３×１０−６である。枠状部材３の内部に補強フレーム４が組み付けられた状態で、枠状部材３の内面と補強フレーム４の表面との間に隙間ａが設けられている。環境温度変化によって枠状部材３と補強フレーム４が収縮するとき、それぞれの線膨張率の違いから隙間ａが０にならないように予め隙間ａが設定されている。例えば、枠状部材３の内壁寸法をＡ、線膨張率をα、補強フレーム４の外形寸法をＢ、線膨張率をβとして、室温２５℃から−５℃に環境温度が変化した場合、温度差が３０℃となるので、隙間ａは以下の計算式のように示される。
【００２２】
ａ＝（Ａ−Ａ×α×３０）−（Ｂ−Ｂ×β×３０）＞  ０
さらに、枠状部材３の内壁寸法と、補強フレーム４の外形寸法の製造上の寸法公差を考慮することにより、環境温度が低下して枠状部材３の中空内径が縮んだ場合でも、補強フレーム４が動くことができる隙間が保たれる。このため、枠状部材３の中空内径が縮んだ場合でも、枠状部材３の内面と補強フレーム４の表面が当接しないため、補強フレーム４の伸縮を妨げないし、補強フレーム４の伸縮が枠状部材３の伸縮に影響を与えない。
【００２３】
補強フレーム４の全長は、挿入する枠状部材３の全長よりも短くなっており、枠状部材３の長手方向の中央付近において枠状部材３と補強フレーム４はネジ１５等で締結されており、投射型映像表示装置１００が輸送時に振動および衝撃を受けても、補強フレーム４が枠状部材３の内部で動かない。
【００２４】
支持板２の背面においては、筒状部材３ａ，３ｂ同士のみ連結されており、補強フレーム４ａ，４ｂ同士は連結されていないので、環境温度変化によって筒状部材３ａ，３ｂの枠構造が伸縮しても、枠状部材３は、補強フレーム４の影響を受けることがなく支持板２と同時に伸縮することができる。これにより、スクリーンユニット５０に反りが発生することを防止することができる。さらに、筒状部材３ａ，３ｂだけで構成した枠構造に比べて、補強フレーム４を備えた場合は高い剛性と平面性を実現することができる。なお、補強フレーム４は、アルミニウム以外にも、鉄板のプレス加工品で断面を略コ字形状にすることで同じ効果が得られるうえ、より安価に作ることができる。
【００２５】
以上のように、実施の形態１に係る投射型映像表示装置１００では、画像が投射される反射型スクリーンシート１と、反射型スクリーンシート１の背面に固着された支持板２と、支持板２の背面周縁に固着されて支持板２と一体をなし、かつ、支持板２と同じ線膨張率を有する枠状部材３とを備え、支持板２および枠状部材３は、環境温度変化により同時に伸縮可能に構成された。
【００２６】
したがって、環境温度変化によって支持板２と枠状部材３との間で伸縮差が生じないことから、スクリーンユニット５０に反りが発生することを抑制できる。また、反射型スクリーンシート１の背面に支持板２と枠状部材３を固着したため反射型スクリーンシート１の剛性が高まり、風および衝撃があった場合でも反射型スクリーンシート１の揺れを抑制できる。これにより、環境温度変化、風および衝撃があった場合でも、反射型スクリーンシート１の平面性を維持することができるため、反射型スクリーンシート１に投射された映像の品位が低下することを抑制できる。
【００２７】
また、反射型スクリーンシート１の平面性を維持するための構造を、上記のような簡単な構成で実現できるため、投射型映像表示装置１００を安価に提供することが可能となる。
【００２８】
反射型スクリーンシート１、支持板２および枠状部材３は樹脂製であるため、反射型スクリーンシート１と支持板２の線膨張率を同じにすることで、環境温度変化による収縮差がなくなり、スクリーンユニット５０に反りが発生することを一層抑制できる。
【００２９】
枠状部材３は中空構造に形成されたため、枠状部材３の剛性が高まり、スクリーンユニット５０全体の剛性を一層高めることができる。
【００３０】
枠状部材３に組み付けられ、かつ、枠状部材３よりも高い剛性を有する補強フレーム４をさらに備えたため、スクリーンユニット５０全体の剛性が補強されることで、反射型スクリーンシート１において高い剛性と平面性を実現することができる。これにより、風および周囲から外力（衝撃）を受けた場合でも、反射型スクリーンシート１において歪みが少なく良好な平面性を保つことができる。
【００３１】
枠状部材３の中空内部に補強フレーム４が組み付けられたため、スクリーンユニット５０の背面側を大型化させることなく、反射型スクリーンシート１の剛性を高めることができる。
【００３２】
枠状部材３の中空内部に補強フレーム４が組み付けられた状態で、枠状部材３の内面と補強フレーム４の表面との間に予め定められた隙間が設けられたため、環境温度変化により枠状部材３が伸縮した場合に補強フレーム４が伸縮しても、枠状部材３は、補強フレーム４の影響を受けることがなく支持板２と同時に伸縮することができる。
【００３３】
なお、実施の形態１において例示される各構成要素の寸法、材質、形成、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成および各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。また、各図における各構成要素の寸法は実際の寸法とは異なる場合がある。
【００３４】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る投射型映像表示装置１００について説明する。図４は、実施の形態２に係る投射型映像表示装置１００のスクリーンユニット５０Ａの要部拡大断面図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００３５】
実施の形態２においては、補強フレーム４０は枠状部材３０を収容可能に形成され、補強フレーム４０の内部に枠状部材３０が組み付けられる構造である。枠状部材３０は、支持板２または反射型スクリーンシート１と線膨張率が同じ材料、例えば線膨張率が７０×１０−６の塩化ビニール樹脂等で形成され、内部に中空構造を備えている。枠状部材３０は、筒状に押出し成形された、水平方向に延びる筒状部材３０ａと、鉛直方向に延びる筒状部材（図示省略）とを備えている。
【００３６】
筒状部材３０ａは、支持板２の背面の上下両端部にそれぞれ配置され、筒状部材は、支持板２の背面の左右両端部にそれぞれ配置されている。筒状部材３０ａおよび筒状部材の接合部は連結部材８により接合されている。筒状部材３０ａおよび筒状部材の外周部には、凹部３２（被係合部）が形成されている。なお、さらに剛性が必要な場合は枠状部材３０の内部に上下および左右方向に筒状部材（図示省略）を連結して枠構造の強度を高める構造とすることができる。
【００３７】
補強フレーム４０は、剛性が高い金属、例えばアルミニウムにおいて中空断面を持つ押出し材により形成され、その線膨張率は２３×１０−６である。補強フレーム４０は枠状部材３０を収容可能に形成され、補強フレーム４０における中空断面の内側（内周部）には枠状部材３０の凹部３２と係合する突起部４２が形成されている。補強フレーム４０は、枠状部材３０の外側を覆うように組み付けられる。すなわち、補強フレーム４０の内部に枠状部材３０が組み付けられる。枠状部材３０と補強フレーム４０とを組み付けた状態で、枠状部材３０の外端と補強フレーム４０の内面との間に隙間ｃが設けられている。
【００３８】
環境温度の変化によって枠状部材３０と補強フレーム４０が収縮するとき、それぞれの線膨張率の違いから隙間ｃが０にならないように予め隙間ｃが設定されている。例えば、枠状部材３０の外形寸法をＤ、線膨張率をα、補強フレーム４０の内径寸法をＥ、線膨張率をβとして、室温２５℃から４５℃に環境温度が変化した場合、温度差が２０℃となるので、隙間ｃは以下の計算式のように示される。
【００３９】
ｃ＝（Ｅ−Ｅ×β×２０）−（Ａ−Ａ×α×２０）＞  ０
さらに、枠状部材３０の外形寸法と、補強フレーム４０の内径寸法の製造上の寸法公差を考慮することにより、環境温度が上昇して枠状部材３０の外径が伸びた場合でも、補強フレーム４が動くことができる隙間が保たれる。このため、枠状部材３０の外径が伸びた場合でも、枠状部材３０の内面と補強フレーム４０の外端が当接しないため、補強フレーム４０の伸縮を妨げないし、補強フレーム４０の伸縮が枠状部材３０の伸縮に影響を与えない。
【００４０】
枠状部材３０の全長は、補強フレーム４０の全長よりも短くなっており、補強フレーム４０の長手方向の中央付近において枠状部材３０と補強フレーム４０はネジ（図示省略）等で締結されており、投射型映像表示装置１００が輸送時に振動および衝撃を受けても、補強フレーム４０が枠状部材３０の外側で動かない。
【００４１】
支持板２の背面においては、枠状部材３０同士のみが連結されており、補強フレーム４０同士は連結されていないので、環境温度変化によって枠状部材３０の枠構造が伸縮しても、補強フレーム４０の影響を受けることがなく支持板２と同時に伸縮することができるので、スクリーンユニット５０に反りが発生することを防止する。さらに枠状部材３０だけで構成した枠構造に比べて、補強フレーム４０を備えた場合は高い剛性と平面性を実現することができる。なお、補強フレーム４０は、アルミニウム以外にも、鉄板のプレス加工品で断面を略コ字形状にすることで同じ効果が得られるうえ、より安価に作ることができる。
【００４２】
以上のように、実施の形態２に係る投射型映像表示装置１００では、補強フレーム４０は枠状部材３０を収容可能に形成され、補強フレーム４０の内周部に設けた突起部４２と、枠状部材３０の外周部に設けた凹部３２とを係合することで、補強フレーム４０の内部に枠状部材３０が組み付けられたため、スクリーンユニット５０全体の剛性が補強されることで、反射型スクリーンシート１において高い剛性と平面性を実現することができる。これにより、風および周囲から外力（衝撃）を受けた場合でも、反射型スクリーンシート１において歪みが少なく良好な平面性を保つことができる。
【００４３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  反射型スクリーンシート、２  支持板、３  枠状部材、４  補強フレーム、３０  枠状部材、３２  凹部、４０  補強フレーム、４２  突起部、１００  投射型映像表示装置。
【図１】
2014126780.tif 000003
【図２】
2014126780.tif 000004
【図３】
2014126780.tif 000005
【図４】
2014126780.tif 000006