(57)【要約】【課題】分解及び組立が簡単な背面投影システムを提供する。【解決手段】背面投影システムは、分解及び組立簡単な支え機構、映写機、３から５枚の平面反射ミラーと映写幕とを備える。支え機構は映写機と反射ミラー組との相対位置を決めることに使用され、複数の中空管状の構造を含むアルミ押出薄板に、異なる角度のアルミダイカスト直角ボルトホルダー、アルミ押出継手ボルトホルダーを重ね継ぎしてなる。中空管構造のアルミ押出薄板は、一体に連結された平行な５つのアルミ製中空管を含み、４つのアルミ管は全体の断面の４つの隅部に位置し、もう１つは断面の中心に位置する。直角ボルトホルダーと継手ボルトホルダーを利用し、上下または前後の構造体を速やかに組立または分解することができる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
分解及び組立が簡単な支え機構と、映写機と、３から５枚の平面反射ミラーと、映写幕とを備える、分解及び組立が簡単な背面投影システムであって、
前記支え機構は、前記映写機と映写幕と前記反射ミラー組との相対位置を決めることに使用され、複数の中空管状の構造を含むアルミ押出薄板に異なる角度のアルミダイカスト直角ボルトホルダーを組み立てることによりトラス・リブ構造を構成し、連結ボルトホルダー及びボトルを組み立てることにより主トラスを構成する、分解及び組立が簡単な背面投影システム。
【請求項２】
前記中空管構造のアルミ押出薄板は、一体に連結された平行な５つのアルミ製中空管を含み、そのうちの４つは全体の断面の４つの隅部に位置し、もう１つは断面の中心に位置することを特徴とする請求項１に記載の分解及び組立が簡単な背面投影システム。
【請求項３】
前記中空管の断面形状は、円形、楕円形及び方形の何れか１つの形状であることを特徴とする請求項２に記載の分解及び組立が簡単な背面投影システム。
【請求項４】
異なる角度の中空状押出の前記直角ボルトホルダーは、その中空断面の内部が三角形になるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の分解及び組立が簡単な背面投影システム。
【請求項５】
異なる角度の前記中空状アルミダイカスト直角ボルトホルダーは、それぞれ９０°、４５°及１３５°であることを特徴とする請求項４に記載の分解及び組立簡単な背面投影システム。
【請求項６】
前記継手ボルトホルダーは、複数の前記中空管構造のアルミ押出薄板であり、その断面の寸法は重ね継ぎの寸法によって変化し、前記中空管構造の断面形状は、任意の形状または異なる形状の組合せであることを特徴とする請求項１に記載の分解及び組立が簡単な背面投影システム。
【請求項７】
前記支え機構は、同じ材質の金属部材と重ね継ぎ締結具とを組合せることにより構成され、この材質の９５％よりも多い部分がリサイクル可能であることを特徴とする請求項１に記載の分解及び組立が簡単な背面投影システム。
【請求項８】
全部で４枚の前記平面反射ミラーを設け、２枚を一組とし、２組のミラー間の中心距離は２０〜７０センチメートルであることを特徴とする請求項１に記載の分解及び組立が簡単な背面投影システム。
【請求項９】
前記支え機構は、上下にまたは前後に複数のモジュールに分けられ、前記継手ボルトホルダーと前記直角ボルトホルダーとによって互い重ね継ぎすることを特徴とする請求項１に記載の分解及び組立が簡単な背面投影システム。
【請求項１０】
前記映写膜の表面は半円形に突出する形状であり、突出の高さ（Ｒａ）は３〜１５ミクロンであり、突出し点の間隔（Ｓｍ）は２０〜１５０ミクロンであり、スクリーンの光透過率は９％〜２０％であり、霧度は２５以上であることを特徴とする請求項１に記載の分解及び組立が簡単な背面投影システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は分解及び組立が簡単な背面投影システムに関し、該システムにおける支え機構は、主に中空管状の構造を内設したアルミ押出薄板に、異なる角度のアルミダイカスト直角ボルトホルダー、連結ボルトホルダー、及びボルトを重ね継ぎすることにより構成される。これにより、構造の軽量化を実現するとともに、小型の部材に分解することにより輸送の便利性を図ることができ、更に迅速に組立てることもできる。
【０００２】
本考案はさらにこの分解及び組立が簡単な支え機構を利用して設計された背面投影システムを提供し、該システムは前述の支え機構と、映写機と、３枚から５枚の平面反射ミラーと、映写幕とを備える。
【背景技術】
【０００３】
従来から、画像を拡大してスクリーンに表示させるため、前面投影（ｆｒｏｎｔ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）、すなわち、視聴者と同じ側より画像を投影する技術が使用されている。その例として、映画館の大きいスクリーンがある。しかし、人がスクリーンの前に歩くと映像の投影が邪魔され、また、強い光の環境においてスクリーンにうまく投射できないという欠点がある。よって、背面投影（ｒｅａｒ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）のニーズがある。背面投影技術により、画像をスクリーンに対して逆側にいる視聴者に見せるためには、透明なスクリーンを使用することが必要となる。しかし、視聴者はスクリーンに対して投影の逆側にいるため、視聴距離を投影拡大に必要な距離として使用できない。よって、背面投影技術を使用する場合には、長い空間が必要となり、室外でしか利用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公報第７２３９３６０号
【特許文献２】米国特許公報第７０２１７７０号
【特許文献３】米国特許公報第ＲＥ３８４８８号
【特許文献４】米国特許公報第７３２４２７７号
【特許文献５】米国特許公報第５７９６４４３号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
大画面テレビに背面投影技術を実際に利用する場合に、最大のネックは投影距離をいかに短縮し、室内での有効利用を実現する点にある。従来技術では、複数の反射ミラー組を利用し、画像拡大に必要な光路（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐａｔｈ）の距離を水平距離から垂直距離に改変することにより、映写機の必要な空間を低減している。しかし、所望の画像が大きいほど、光路の距離が長くなり、装置を薄型にする困難性もますます高くなる。従って、大きいサイズの映写機はいつも機体が重く、搬送が困難である。
【０００６】
画像各点が平面反射ミラーに複数回反射されて光路の距離がそれぞれ異なることに起因する、投射画像の歪みを防止するため、米国特許公報第７２３９３６０号（特許文献１）では、曲面鏡と電子信号の修正により、画像の歪みを改善するようにしている。さらに、米国特許公報第７０２１７７０号（特許文献２）は、曲面反射鏡の重要性を開示している。しかし、曲面反射鏡の製造が困難であり、コストが高いことから、背面投影テレビの価格がなかなか下がらない。さらに、曲面鏡のメンテナンスが困難であるため、同じ仕様の部品の補給が懸念され、これも背面投影表示装置の普及を阻害している。
【０００７】
別の米国特許公報第ＲＥ３８４８８号（特許文献３）では、焦点距離の短い表示装置と２つの反射式偏光ミラー（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒ  ｍｉｒｒｏｒ）と偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）により、２つの平面鏡内における多重反射を制御することにより、光路の距離を増大させた上、四分の一波長板（ｑｕａｒｔｅｒ  ｗａｖｅ  ｌｅｎｇｔｈ  ｐｌａｔｅ）を利用し他方向の偏光を回収することにより、光線の輝度の減少を避けるようにしている。しかし、多重反射ミラー組の調整は極めて重要であり、適切な調整ができない場合は、干渉縞が形成しやすく、四分の一波長板は可視光を完全に回収することができないため、画像色調の歪みが発生しやすい。
【０００８】
従来のスクリーンは透過型スクリーンと反射型スクリーンに分けられる。透過型スクリーンは前部に透明表面を有し、後部はフィルムからなる散乱面を有する。通常、投射型ディスプレイの輝点（ｂｒｉｇｈｔ  ｓｐｏｔ）とゴースト像（ｇｈｏｓｔ  ｉｍａｇｅ）がみられる。さらに、米国特許公報第７３２４２７７号（特許文献４）において、両面の投射幕の構成が開示されており、透明部材が利用され、この透明部材の両側に高屈折部材の表面層が設けられている。その屈折率は２．５〜３．０であり、光屈折部材の含量範囲は重量比百万分の８００〜９０，０００である。これにより、一面の映写から前後両面に表示できるスクリーンを形成できるほか、輝点を除去することができる。前述特許は主に、高屈折率粒子の散乱の作用を利用しているが、表面の凹凸形状の特性と画像品質との関係については開示されていない。
【０００９】
また、従来技術では、どのようにして大画面のテレビシステムを好適に収納及び搬送することができるかについて解決していない。考案者は従来技術を検討したところ、大画面のテレビシステムのほとんどが重くて、コンテナーで搬送することが難しいという欠点に気付いた。大画面のテレビシステムは、たとえば、個人または団体のセミナー、または展示会において大画面システムにより製品を展示するなどの業務目的に使用することができる。実用性の高いシステムというのは、高速な組立と分解ができるほか、収納及び搬送の便利性に対する要求を満たすものである。
【００１０】
米国特許公報第５７９６４４３号（特許文献５）にかかる背面投影テレビは、収納と搬送の便利性に対する要求を満足できるものの、組み立てた後の体積が非常に大きい。一方、米国特許公報第４４０３８１５号（特許文献６）は、組立の簡単な装置の構造を開示しており、この装置では、分解と組立の便利性を図るために、２枚の平面反射ミラー、複数の構造支持用の平板及び締結具を利用している。この発明は、中小型の映写システムに適用できるが、大画面のもの（５０インチを超えるもの）については、画面と構造平板の面積も大きくなることから、搬送の過程においてなお幅と高さが大きいという問題を残すものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
曲面反射鏡を用いて空間を節約する方法では、画面の歪み及び変形が発生し易くなり、補正と調節を行うことが難しいことから、本考案ではこの方法を採用しない。さらに、均一な透明部材において、平面反射ミラーが理想的な光学システムの性質を有するが、他の光学システムは完全な結像ができない。本考案は画像の映写拡大のとき、拡大された画像が迫真であり、変形が発生しないことを図るために、平面反射ミラーの組合せを使用し、これにより光学の完全な結像に近い効果を達成する。
【００１２】
本考案の映写機はたとえば、液晶表示（ＬＣＤ）またはデジタルプロジェクタ（ＤＬＰ）表示技術に応用できる。そのうち、デジタルプロジェクタ表示技術が好適であり、映写距離が１メートルを超え、特に２〜６メートルの範囲が最適である。映写機とスクリーンとの距離が長いため、複数の平面鏡、通常は３から６枚の平面鏡を使用する。目標の結像サイズとシステム機器のサイズに応じて異なる平面鏡の数を選択し、レンズを垂直方向に配列させ、映写システムの奥行きを減少させる。
【００１３】
レンズの数が多いほど、必要な組合せの精度が高くなる。さらに、システムは直立式に設計し映写距離を長くすることにより、平面上の空間を減少させる必要がある。よって、安定、かつ頑丈な映写システムの支え機構の設計がキーポイントである。一方、構造の高さも搬送の利便性に影響を与えることから、迅速に組立及び分解可能に設計することも必要である。
【００１４】
本考案における分解及び組立が簡単な背面投影システムの支え機構（Ｆｉｘｔｕｒｅ）は主に、複数の中空管構造を内設したアルミ押出薄板（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）を構成部材（Ｍｅｍｂｅｒ）として、異なる角度の中空状アルミダイカスト（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｄｉｅ  ｃａｓｔｉｎｇ）直角ボルトホルダー、継手ボルトホルダー及びボルトを重ね継ぎすることにより、各種のトラス（ｔｒｕｓｓ）、即ち桁構えを形成する。
【００１５】
本考案の支え機構の分解及び組立は更に簡単に設計されており、主に大画面の背面投影システム、特に７０インチ以上の映写需要に対応し、背面投影システム全体コストの低減を目標とする。大画面背面投影システムの販売価格はシステムコンポーネントのコストだけではなく、搬送、包装およびメンテナンスを含め製品全体のコストを含んでいる。よって、組立と分解が簡単な支え機構の設計により、使用者が組立、分解、使用、メンテナンスに使う時間と人件費を大幅に低減できる。
【００１６】
分解及び組立が簡単な背面投影システムの支え機構は、主に複数の中空管構造を内設したアルミ押出薄板と逆Ｕ字形アルミ押出薄板が異なる角度の中空状アルミダイカスト直角ボルトホルダー、継手ボルトホルダー及びボルトを重ね継ぎすることにより構成される。
【００１７】
すべての管部材はアルミ合金の押出中空部材を使用し、軽量であり構造剛性が高い。これにより、重ね継ぎされた後の構造は極めて安定し、ミラー組の精度が維持され、映写効果が確実である。すべての重ね継ぎ部品は、異なる角度の直角ボルトホルダー、ボルト、金属外板及び放熱網を含み、これらの部品のすべては同じアルミ合金部材を使用し、部材同士の電位差による腐食（Ｇａｌｖａｎｉｚｅｄ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）現象を防止する。そのうち、異なる角度の直角ボルトホルダーも中空状に設計されており、重量を軽減しながらも構造剛性が維持される。さらに、これらのボルトホルダーは、ほとんどアルミ押出加工によるもので、アルミ合金押出加工の部材における特有の強度と寸法の一致性および低コストを実現できる。
【００１８】
図１に示すように、本考案の中空管構造のアルミ押出薄板の断面は正方形（３Ｘ３センチメートル）であり、形状は一体に連結された平行な５つのアルミ製中空管を含み、そのうちの４つは全体の断面の４つの隅部に位置し、もう１つは断面の中心部に位置する。図２に示すように、中空管の断面形状は、任意形状または異なる形状の組合せであってもよい。中空の内部は、円形、楕円形または方形であることが好ましい。ヒンジ継手（Ｈｉｎｇｅｄ  ｊｏｉｎｔ）の部分は、異なる角度のアルミダイカスト直角ボルトホルダーを使用し、中空管の断面形状に対する限定はないが、中空状の内部は三角形であることが好ましい。図３に示すように、異なる角度の中空状アルミ押出直角ボルトホルダーは９０°、４５°と１３５°の直角ボルトホルダーである。図４に示すように、常用の９０°直角ボルトホルダーは三面の直角ボルトホルダーを使用し、重ね継ぎの剛性及び自由度を図ることができる。
【００１９】
システム構成品のヒンジ継手（Ｈｉｎｇｅｄ  ｊｏｉｎｔ）において、図５に示すように、３Ｘ６センチメートルの継手ボルト（Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｂｏｌｔ）及びアルミ押出押出部材を使用し、左右両側にそれぞれ２つの９０°ボルト（取付けシート）によりつないでなる。そのうち、継手ボルトホルダーは、一種の複数の中空管構造のアルミ押出薄板であり、断面の寸法は重ね継ぎの寸法によって変化する。中空管構造の断面形状は、任意の形状または異なる形状の組合せによる。
【００２０】
この種の大画面背面投影システムを梱包搬送するときに、（１）平面反射ミラー組、（２）映写機、音響装置と周辺電子装置、（３）スクリーン、（４）本体の四点に分けることができる。収納後は、搬送の要求に従い、上層部、底層部２つのモジュールまたは前半部と後半部に分解することができる。簡単な組立、分解と搬送の便利性のほか、大画面結像の高画質を満足できる。
【００２１】
本システムは映写機内蔵の放熱装置のほか、外部に放熱装置を取り付ける必要はなく、熱風は装置上方のアルミ放熱網より直接に排出される。映写装置の近傍に必要に応じて放熱装置を設けてもよく、この放熱装置は、ファンまたは熱交換機による放熱装置であり、放熱速度をさらに向上するためのものである。
【００２２】
解像度が高く、かつ輝点がないという効果を達成するため、スクリーンは透明、かつ両面ともマイクロ構造を備えた二重拡散構造を使用し、光透過率は９％〜２０％、霧度は２５以上である。スクリーン両側の表面のマイクロ構造は半円形の突出し状を形成し、突き出したかさ（Ｒａ）は３〜１５ミクロン、突出し点の間隔（Ｓｍ）は２０〜１５０ミクロンである。
【００２３】
スクリーンは軟質可撓性の部材を使用することができる。本考案において、プラスチック膜材を基材とし、両側に機能性質の表面処理を施す。これにより、搬送による破裂や亀裂に安全であり、破損する問題はない。
【００２４】
本考案の平面反射ミラーは背面ミラーを使用しており、表面の平坦度と腐食耐性を実現する。通常、全部で４枚の平面反射ミラーを設け、２枚を一組とすることが好ましい。そのうち、２組のミラー間の距離、及びミラー中心点から中心点までの距離は、１５〜８０センチメートルの間である。装置全体の奥行きは６５〜１３０センチメートルである。
【００２５】
本考案の前述その他目的、特徴、長所及び実施例を分かりやすくするため、以下のとおり図面を添付および説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本考案の一実施例にける複数の中空管構造を内設したアルミ押出薄板の断面図である。
【図２】本考案もう一つの実施例における複数の中空管構造を内設したアルミ押出薄板の断面図である。
【図３】本考案の実施例にける異なる角度の中空状アルミダイカストボルトホルダーの断面図である。
【図４】本考案の一実施例にける直角ボルトホルダー構造を示す図である。
【図５】本考案の一実施例にける継手ボルトホルダーの構造を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２７】
本考案がその目的を達成するために採用した技術手段及びと効果について更に説明するために、以下、添付した図面と好ましい実施例に従い、本考案にかかる収納の簡単な背面投影システムの実施態様、構造、手段と手順、特徴および効果について詳細に説明する。
【実施例】
【００２８】
前記した本考案の技術内容、特長および効果について、以下に参考図と実施例による詳細説明により明らかになることができる。実施例の詳細説明を通じて、本考案の目的達成による技術手段と効果を深く、具体的に理解することができる。ただし、これらの添付図は参考と説明を目的とするものであり、本考案に何らの制限を加わるものではない。
【００２９】
スクリーンサイズ１０１インチの背面投影システムを例とし、このシステムでは、デジタルプロジェクタ（ＤＬＰ）装置を採用し、その調節可能な焦点範囲は１．２〜１２メートルである。映写機Ｐは下方に約１１度傾き、Ｍ０反射ミラーは上方に約１３度傾き、Ｍ１反射ミラーは下方に約９〜１０度傾き、Ｍ２反射ミラーは上方に約２３度傾き、Ｍ３反射ミラーは約２０〜２１度傾く。組立された使用形態の装置の高さが２３５センチメートルであり、幅が２３０センチメートルであり、奥行きが１００センチメートルである。該装置が分解されて搬送される際には、１．最上層と上層との全体の高さが１３９センチメートルであり、幅２３０がセンチメートルであり、厚みが５０センチメートルであり、２．  最下層の高さ７８センチメートルであり、幅が２３０センチメートルであり、深さが５０センチメートルである。これにより、本考案の背面投影システムは分解と組立が簡単な背面投影システムである。
【００３０】
本考案の背面投影システム組立後の体積を低減するため、複数枚の平面反射ミラーを使用している。このシステムは、１０１インチの背面投影システムである。複数枚の反射ミラーの調整に配慮するため、通常は３ないし５枚の平面反射ミラーを使用する。特に４枚（１，２，３，４）を採用することが好ましい。この場合、短い空間で光路の距離を増加させることにより、映像を拡大してスクリーンに映写させることができる。２組のミラーの距離を１５〜８０センチメートルに設定することが好ましく、特に３０〜６０センチメートルに設定するが最適である。
【００３１】
さらに、組立、分解及び搬送の便利性を図るため、軽量な肋材と薄い被せ部材が使用されている。軽量、かつ高強度の中空管構造を有するアルミ押出薄板を肋材とし、取り外し可能な直角ボルトホルダー、継手ボルトホルダー、及びボルトを重ね継きして、各種のトラスを形成し、支え機構の強度と剛性の要求を満たす。薄いアルミ合金の被せ部材（厚み１．２ミリメートル）を全体の外部に被せておき、軽量と高強度の構造を実現する。さらに、全体重量の９５％以上はリサイクル可能なアルミ合金部材を使用し、搬送コストを軽減すると共に、環境保護を図る。
【００３２】
搬送の利便性を図るため、上下または前後２つのモジュール、あるいは前後と上下４つのモジュールに分けて、部品を搬送する際の高さ制限を低くしている。例えば、高さを１６０センチメートルよりも低くすることにより、アパートのエレベータを使用でき、高価なクレーン車を使用する必要はない。組み立てするときは、直角ボルトホルダー（図４に示す）と継手ボルトホルダー（図５に示す）を利用し、上下または前後の構造を完全な背面投影システムにすばやく組立することができる。
【００３３】
本考案のスクリーンは透明、かつ両面ともがマイクロ構造である二重拡散構成を使用し、光透過率は９％〜３０％であり、霧度は２０以上である。その製造方法は、透明状のプラスチック基材の表面に、微粒子を含有したアクリルまたはウレタン樹脂を塗布する。そのうち、微粒子は二酸化ケイ素および／またはアクリル系微粒子（直径０．５〜２０ミクロン）より構成され、紫外線または加熱で硬化させた後、透明状のプラスチック基材の他端に同じまたは異なる微粒子を塗布して、スクリーンの両側の表面におけるマイクロ構造を形成する。このマイクロ構造は、半円形の突出形状を成し、突出の高さ（Ｒａ）が３〜１５ミクロンであり、突出の点間隔（Ｓｍ）が２０〜１５０ミクロンである。
【００３４】
前述説明は、本考案の好ましい実施例に過ぎなく、本考案にいかなる形式の制限を加えるものではない。よって、当業者は本考案の技術手段を逸脱されない、前述に掲示された手段と技術内容に基づいた些細な偏光または修飾などの同等変化による実施は、なお本考案の請求範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１  複数の中空管構造
２  丸型中空管
３  逆Ｕ字形アルミ押出薄板
４  楕円形中空管
５  四角形中空管
６  中空状アルミダイカスト直角ボルトホルダー
７  直角ボルトホルダー
８  直角ボルトホルダーの側面
９  ボルト穴
１０    継手ボルトホルダー
１１    丸型中空管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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