(57)【要約】【課題】スクリーンを上下方向および左右方向に伸縮自在とし、さらに、上下方向の張力だけでなく、左右方向の張力を与え、浮きやシート等の変形を防止することである。【解決手段】少なくとも剛体シートとフレキシブルシートの２種類の構造体からなるスクリーンの取り付け構造において、フレキシブルシートの上辺および下辺にスクリーン取り付け用冶具を取り付け、上辺の冶具はスクリーン取り付け構造体で保持し、下辺の冶具の天面には剛体シートが置かれ、フレキシブルシートと剛体シートがスクリーン取り付け構造体で上下方向および水平方向にも伸縮自在に保持するスクリーン取り付け構造とする。さらに、フレキシブルシートの上辺の冶具のスクリーン取り付け構造体と接する面の位置はスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより高く接触部が傾きを持っており、下辺の冶具の天面の剛体シートと接する面の位置はスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより低く接触部が傾きを持っていることを特徴とする。【選択図】　　　　　図１
2004145040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも剛体シートとフレキシブルシートの２種類の構造体からなるスクリーンの取り付け構造において、フレキシブルシートの上辺および下辺にスクリーン取り付け用冶具を取り付け、上辺の冶具はスクリーン取り付け構造体で保持し、下辺の冶具の天面には剛体シートが置かれ、フレキシブルシートと剛体シートがスクリーン取り付け構造体で上下方向および水平方向にも伸縮自在に保持されていることを特徴とするスクリーン取り付け構造。
【請求項２】
請求項１記載のスクリーン取り付け構造であって、フレキシブルシートの上辺の冶具のスクリーン取り付け構造体と接する面の位置はスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより高く接触部が傾きを持っており、下辺の冶具の天面の剛体シートと接する面の位置はスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより低く接触部が傾きを持っていることを特徴とするスクリーン取り付け構造。
【請求項３】
請求項２記載のスクリーン取り付け構造であって、フレキシブルシートの上辺の冶具のスクリーン取り付け構造体と接する面の静摩擦係数α１をα１＜ｔａｎθ１とし、下辺の冶具の天面の剛体シートと接する面の静摩擦係数α２をα２＜ｔａｎθ２としたことを特徴とするスクリーン取り付け構造。ここで、θ１は、フレキシブルシートの上辺の冶具のスクリーン取り付け構造体と接する面の位置のスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより高く接触部が傾いている角度のことでる。θ２は、下辺の冶具の天面の剛体シートと接する面の位置のスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより低く接触部が傾いている角度のことである。
【請求項４】
請求項１〜請求項３いずれか記載のスクリーン取り付け構造であって、剛体シートがフレキシブルシート側に凹でないことを特徴とするスクリーン取り付け構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影型ディスプレイの中で、映像の結像面に設置されるスクリーンの取り付け構造に関する。その中で、剛性のあるシートと剛性のないフレキシブルシートまたはフレキシブルフィルム等の２種類以上の構成体からなるスクリーンの取り付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクションディスプレイ（背面投影型ディスプレイ）４０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように従来、１つの筐体の中に、投影用の光源（ＣＲＴ等）４１が置かれ、投影された映像光の結像面（表示部）に、スクリーン４５が配置され、映像光１０を拡散し、広い範囲での映像を観察できるようにしたものである。スクリーン４５は、スクリーン取り付け部４６によって、筐体にセットされる。筐体の奥行きを減少させるため、ミラー４２が数枚組み込まれるのが一般的である
【０００３】
スクリーンには、様々なタイプのものがあり、１枚でその機能を有するものや、２枚以上のシートやフィルム等を組み合わせその機能を発揮するものがある。スクリーンの中でも、透過型ディスプレイに使用される透過型スクリーン４５は、フレネルレンズ４４とレンチキュラーレンズ４３の組み合わせのように２枚以上のシート等を組み合わせた場合、そのシート間に浮き（すき間）が生じたり、シート等が変形したりすると、本来スクリーンに求められている性能が発揮できなくなる。上記不具合によって、解像度の低下や、色むら等の問題が発生する。
【０００４】
この２枚以上の構成体からなるスクリーンで発生する上記課題を解決するため、様々な発明がなされている。２枚のシート等が密着するように、反り加工を施す方法が発明されている。また、他の解決手段としては、スクリーンシート等に外側方向へ張力を加えて、課題解決をはかる発明が多い。しかし、張力を加える機構が複雑で大型になるものが多い。そこで、本発明者は、既に、特開平４−２４９２３５にて、スクリーンが剛性のあるシートと剛性のないフレキシブルシート等（フレキシブルフィルムを含む）の２種類以上の構成体からなる場合には、スクリーンを構成する剛体シートの自重を利用して、簡潔な構造で上記課題を解決した。
【０００５】
ここで、剛性のないフレキシブルシート等（フレキシブルフィルムを含む）とは、レンズシートまたはレンズフィルムであって、厚みが薄く、伸縮自在に保持しようとしても自立できず、Ｓ字変形を起こしたりクシャクシャに変形してしまうもののことである。また、剛性のあるシートとは、厚みが厚く、伸縮自在に保持した時に自立し、Ｓ字変形等を起こさないシートのことである。
【０００６】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平４−２４９２３５号公報
【特許文献２】
特開平４−２５６９４１号公報
【特許文献３】
実開平１−６９２２９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記、特開平４−２４９２３５では、フレキシブルシート等に上下方向の張力を与えることはできても、左右方向に伸縮自在でなく、さらにまた、左右方向に張力を与えることができず、浮きや変形防止の改善効果が不十分であった。本発明の目的は、スクリーンを上下方向および左右方向に伸縮自在とし、さらに、剛体シートの自重を利用してフレキシブルシート等に上下方向の張力だけでなく、左右方向の張力を与え、浮きやフレキシブルシート等の変形を防止することである。
【０００８】
【課題を解決する手段】
第１の発明は、少なくとも剛体シートとフレキシブルシートの２種類の構造体からなるスクリーンの取り付け構造において、フレキシブルシートの上辺および下辺にスクリーン取り付け用冶具を取り付け、上辺の冶具はスクリーン取り付け構造体で保持し、下辺の冶具の天面には剛体シートが置かれ、フレキシブルシートと剛体シートがスクリーン取り付け構造体で上下方向および水平方向にも伸縮自在に保持されていることを特徴とするスクリーン取り付け構造である。
【０００９】
第２の発明は、上記スクリーン取り付け構造であって、フレキシブルシートの上辺の冶具のスクリーン取り付け構造体と接する面の位置はスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより高く接触部が傾きを持っており、下辺の冶具の天面の剛体シートと接する面の位置はスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより低く接触部が傾きを持っていることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、上記スクリーン取り付け構造であって、フレキシブルシートの上辺の冶具のスクリーン取り付け構造体と接する面の静摩擦係数α１をα１＜ｔａｎθ１とし、下辺の冶具の天面の剛体シートと接する面の静摩擦係数α２をα２＜ｔａｎθ２としたことを特徴とする。ここで、θ１は、フレキシブルシートの上辺の冶具のスクリーン取り付け構造体と接する面の位置のスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより高く接触部が傾いている角度のことでる。θ２は、下辺の冶具の天面の剛体シートと接する面の位置のスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより低く接触部が傾いている角度のことである。
【００１１】
第４の発明は、上記スクリーン取り付け構造であって、剛体シートをフレキシブルシート側に凹でないようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスクリーン取り付け構造の実施の形態について図面に基づき説明する。図１（ａ）、図１（ｂ）、図２に示すように、スクリーンを構成する剛体シート２と剛性のないフレキシブルシート等１は、フレキシブルシート等１の上辺および下辺にスクリーン取り付け用冶具３を取り付ける。そして、垂直方向の断面説明図である図１（ａ）のように、上辺の取り付け用冶具３をスクリーン取り付け構造体４と保持用アングル７で保持する。さらに、下辺の取り付け用冶具３の天面６の上に剛体シート２を置き、スクリーン取り付け構造体４と保持用アングル７で伸縮自在に保持する。この時、スクリーンは、温湿度の変化等で伸縮するので、伸縮代を設けておく必要がある。そのため、上辺側では、剛体シート２の上側にすき間（伸縮代）を設けている。また、下辺側では、取り付け用冶具３の下側にすき間を設けている。
【００１３】
スクリーン左右辺の取り付け用冶具３のない部分の取り付け構造は、水平方向の断面説明図である図１（ｂ）のように、剛体シート２とフレキシブルシート等１を、スクリーン取り付け構造体４と保持用アングル７で伸縮自在に保持する。この部分についても、左右方向に伸縮代を設けている。上記のように、スクリーンを伸縮自在に保持し、十分な伸縮代としてのすき間を設けたので、シートの伸縮によるシート間の浮きやフレキシブルシート等の変形を防止することができた。
【００１４】
また、剛体シート２と剛性のないフレキシブルシート等１の左右方向の長さは、図では、剛体シート１の方が強度的に劣るフレキシブルシート等１よりも長くしてある。これは、スクリーン破損のリスクを少しでも低減するためである。このスクリーン破損のリスクがカバーできるようにスクリーンサイズ、取り付け構造体等のスクリーン取り付け構造が適切に設計できていれば、剛体シート１の左右方向の長さの方が短くても良い。
【００１５】
スクリーン取り付け構造の第２の態様は、図３に示すようにスクリーンを構成する剛体シート２と剛性のないフレキシブルシート等１は、フレキシブルシート等１の上辺および下辺にスクリーン取り付け用冶具３を取り付けているが、この冶具３の形態が、上記の態様と異なる。フレキシブルシート等１の上辺の冶具３のスクリーン取り付け構造体と接する面５の位置がスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより高く接触部が傾きを持っており、下辺の冶具３の天面６の剛体シートと接する面の位置がスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより低く接触部が傾きを持っている。
【００１６】
このような傾きを設けた効果について、スクリーンの左上の冶具の部分を代表例として、図５、図６に基づき説明を行う。まず、フレキシブルシート等１の左右方向には、外力が加わらず、上下方向にフレキシブルシート等１の自重とフレキシブルシート等１の下辺の冶具の上にのせられた剛体シート２の重量がかかっているものとする。この状態を示したものが図５である。ここで、上辺の冶具３のスクリーン取り付け構造体４と接する面５の位置はスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより高く接触部がθの傾きを持っている。
【００１７】
ここで、上下方向に働くフレキシブルシート等１の自重とフレキシブルシート等１の下辺の冶具の上にのせられた剛体シート２の重量による力をＷとする。この力は、冶具３のスクリーン取り付け構造体４と接する面５の垂直方向に働く力Ｗ１（＝Ｗ×ＣＯＳθ）と、この面５を滑ろうとする力Ｗ２（＝Ｗ×ＳＩＮθ）として作用する。そのため、この面５の静摩擦係数をαとすると、Ｗ２＞α×Ｗ１の条件を満たす時、冶具３が面５を滑り左下方向へ移動する。
【００１８】
移動前後の関係を示したものが図６である。フレキシブルシート等１と冶具３が左下側へ移動し、それぞれ、１’、３’位置へ移動した。すると、この左上の冶具部の移動と同様なことが右上の冶具部でも発生していることになる。そのため、フレキシブルシート等１は、外側に引っ張られた状態になり、フレキシブルシート等１の材料内部に反力として内側に向かう力が発生する。この伸縮によって発生した力をＳとする。
【００１９】
一方、スクリーンは上下方向に伸縮自在の保持されているので、剛体シートはフレキシブルシート等１の下辺の冶具の移動と伴に下方へ移動し、上下方向に働く力は、初期状態である図５の状態と同様になる。そのため、左上の移動後の冶具３’には、上下方向にＷ，左右方向にＳが働き、トータルとしてＦの力が作用する。ここで、この力Ｆは、上記考察と同様に、冶具３’のスクリーン取り付け構造体４と接する面５の垂直方向に働く力Ｆ１（＝Ｆ×ＣＯＳγ）と、この面５を滑ろうとする力Ｆ２（＝Ｆ×ＳＩＮγ）として作用する。この面５の静摩擦係数をαとすると、Ｆ２＞α×Ｆ１の条件を満たせなくなった時、冶具３が面５を滑り左下方向へ移動できなくなり、移動は停止する。ここで、γは力Ｆと冶具３’のスクリーン取り付け構造体４と接する面５の垂線とのなす角である。
【００２０】
冶具の移動が終わった力学的に安定な状態では、スクリーンの自重によって上下方向に働く力Ｗとフレキシブルシート等の伸縮によって左右方向に働く力Ｓが、冶具の接触面の角度θ、接触面の静摩擦係数に応じてバランス良く保たれる。そのため、フレキシブルシート等には、常に上下方向と左右方向に外向きの力が働き、第１の態様以上に、シート間の浮きやフレキシブルシート等の変形を防止することができるようになった。
【００２１】
また、フレキシブルシート等の温度が低下した場合のように、フレキシブルシート等に収縮する方向の力が働く場合、冶具３が右上方向へ移動するよう、左右方向に働く材料内部の力Ｓが増大する。ここで、スクリーンの自重によって上下方向に働く力Ｗとフレキシブルシート等の伸縮によって左右方向に働く力Ｓの合成力Ｆと冶具３のスクリーン取り付け構造体４と接する面５の垂線とのなす角γが逆方向になり、Ｆ２は右上方向に働くようになる。冶具３のスクリーン取り付け構造体４と接する面５の垂直方向に働く力Ｆ１（＝Ｆ×ＣＯＳγ）と、この面５を滑ろうとする力Ｆ２（＝Ｆ×ＳＩＮγ）として作用する。この面５の静摩擦係数をαとすると、Ｆ２＞α×Ｆ１の条件を満たす時、冶具３が面５を滑り右上方向へ移動する。
【００２２】
フレキシブルシート等に働く上下方向と左右方向の外向きの力を安定させ、シート間の浮きやフレキシブルシート等の変形防止し、さらにまた、フレキシブルシート等の伸縮等に伴う冶具の移動をスムーズにするため、フレキシブルシート等の上辺の冶具のスクリーン取り付け構造体と接する面を滑りやすくするため、静摩擦係数を小さくし、下辺の冶具の天面の剛体シートと接する面も同様に滑りやすくした。その結果、より確実にシート間の浮きやフレキシブルシート等の変形を防止することができるようになり、合わせて、フレキシブルシート等が収縮できずに材料強度以上の左右方向の外力を受け破損する事故を防止することができるようになった。
【００２３】
静摩擦係数は、小さい方が望ましく、０．７以下が好ましく、より好ましくは０．５以下が望まれる。
【００２４】
この滑りやすくする加工方法としては、接触面にテフロンテープを貼る方法がある。この場合、静摩擦係数は、０．５程度になる。さらに、ローラーを用いれば、０．３以下にすることも可能に成る。
【００２５】
また、フレキシブルシートの上辺の冶具のスクリーン取り付け構造体と接する面の位置はスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより高く接触部が傾きを持っており、この傾きθ１は、治具が動き出すＷ２＞α１×Ｗ１の条件、つまり、α１＜ｔａｎθ１を満たし、３０〜６０°程度が好ましい。下辺の冶具の天面の剛体シートと接する面の位置はスクリーン取り付け構造体の中央側の高さが外側の高さより低く接触部が傾きを持っており、この傾きθ２も同様に、α２＜ｔａｎθ２を満たし、３０〜６０°程度が好ましい。
【００２６】
さらに、図７（ａ）のように、剛体シート２をフレキシブルシート等１の側に反らせ、フレキシブルシート側に凹でなくすることによって、より確実にシート間の浮きを防止することができる。本発明のスクリーン構造は、剛体シート２に対しては、伸縮自在に保持しているだけであり、より平面性良く、または、フレキシブルシート等１の側に密着するような力が働くような構造になっていない。そのため、図７（ｂ）のように、剛体シート２がフレキシブルシート等１の反対側に反ってしまうと２枚のシート間に浮き（すき間）が発生したままになってしまう。上記のように、剛体シート２をフレキシブルシート等１の側に反り加工しておく効果は絶大である。
【００２７】
スクリーンを構成する剛体シートとフレキシブルシート等の２種類の構造体の組み合わせとしては、ａ）シート厚みが厚いフレネルレンズ（５０インチサイズで２〜３ｍｍ厚程度）を剛体シートととして、シート厚み（またはフィルム厚み）が１ｍｍ以下のレンチキュラーレンズをフレキシブルシート等とした組み合わせ、ｂ）レンチキュラーレンズのさらに観察者側に配置される厚みのある前面板にレンチキュラーレンズを光吸収作用を有するＢＳ部分で貼り合わせたもの（５０インチサイズで貼り合わせ後のシート厚み２ｍｍ以上）を剛体シートととして、シート厚み（またはフィルム厚み）が１ｍｍ以下のフレネルレンズをフレキシブルシート等とした組み合わせ、ｃ）シート厚み（またはフィルム厚み）が１ｍｍ以下のレンチキュラーレンズをフレキシブルシート等として、シート厚みのある前面板とフレネルレンズを剛体シートとして、フレキシブルシート等の両側に配置した組み合わせ、等々、さまざまなスクリーンを構成するシートまたはフィルムの組み合わせが考えられる。
【００２８】
スクリーンを構成するフレネルレンズやレンチキュラーレンズ、前面板、等々の光学要素は、キャスト成型法、プレス成型法、押し出し成型法、ベースシートやベースフィルムを利用したＵＶ成型法に代表される光硬化法等によって作成できるので、光学要素の性能を発揮する形態で色々なサイズ、厚みのものが作成できる。そのため、上記組み合わせ例以外の組み合わせにも本発明は適用できる。
【００２９】
スクリーン取り付け用冶具としては、スクリーンを構成する光学要素と同種の材質である、アクリルや、スチレン、ポリカ、ＰＥＴ等の合成樹脂製のものが、温湿度変化等の環境変化に対する性質が同様になり好ましいが、これに限定されるものではなく、金属製のものも使用できる。
【００３０】
スクリーン取り付け用冶具は、フレキシブルシート等に接着して一体化することができる。また、ビス留め等機械的な固定方法でも良い。
【００３１】
スクリーン取り付け構造体と保持用アングルの材質も合成樹脂製や金属製等、特に限定されるものではないが、スクリーンに接する面の摩擦係数が小さい方が好ましい。
【００３２】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
５０インチサイズの透過型スクリーンとして、前面板、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズの３種の光学要素からなるスクリーンに対して、２ｍｍ厚みの前面板を剛体シートとして、下辺の２コーナーを３０°の傾斜を持つように切断した。０．２ｍｍ厚みのフレネルレンズをフレキシブルシート等として、４コーナーにコの字型の冶具を付けた。冶具の接触面の傾きを３０°とした。この面の静摩擦係数は０．３であった。前面板は中央部分で３ｍｍ程度光源側（フレネルレンズ側）に凸に反っていた。０．５ｍｍ厚のレンチキュラーレンズは、前面板と上辺で接着した。レンチキュラーレンズは前面板とフレネルレンズの間に挟まれ、３枚のシートは隙間無く保持され、良好な映像を観察者に提供できた。
【００３３】
【実施例２】
６０インチサイズの透過型スクリーンとして、前面板、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズの３種の光学要素からなるスクリーンに対して、１．５ｍｍ厚みの前面板を剛体シートとして、下辺の２コーナーを４５°の傾斜を持つように切断した。０．５ｍｍ厚のレンチキュラーレンズは、前面板とレンチキュラーレンズを光吸収作用を有するＢＳ部分で貼り合わせた。０．５ｍｍ厚みのフレネルレンズをフレキシブルシート等として、４コーナーにコの字型の冶具を付けた。冶具の接触面の傾きを４５°とした。この面の静摩擦係数は０．７であった。前面板はほぼフラットで、中央部分で１ｍｍ以下のわずかであるが光源側（フレネルレンズ側）に凸に反っていた。３枚のシートは隙間無く保持され、良好な映像を観察者に提供できた。
【００３４】
剛体シートとフレキシブルシート等の２種類の構造体からなるスクリーンの取り付け構造において、透過型スクリーンを例に説明を行ってきたが、同種の構造体からなる反射型スクリーンに当発明が応用できることは説明するまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、スクリーンのシート間の浮きやフレキシブルシート等の変形を防止することができ、良好な映像を観察者へ提供するものである。
第２の発明では、フレキシブルシート等には、常に上下方向と左右方向に外向きの力が働き、第１の発明より確実に、シート間の浮きやフレキシブルシート等の変形を防止することができるようになり、そのため、より確実に良好な映像を観察者へ提供するものである。
第３の発明では、上記効果をさらに確実にし、合わせて、フレキシブルシート等が収縮できずに材料強度以上の左右方向の外力を受け破損する事故を防止することができるようになる。
第４の発明は、より確実にシート間の浮きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクリーン取り付け構造の断面説明図
【図２】本発明のスクリーン取り付け構造の説明図
【図３】本発明のスクリーン取り付け構造の第２の態様の説明図
【図４】プロジェクションディスプレイの説明図
【図５】本発明のスクリーン取り付け構造の第２の態様の力学的な説明図１
【図６】本発明のスクリーン取り付け構造の第２の態様の力学的な説明図２
【図７】本発明のスクリーン取り付け構造の第３の態様の説明図
【符号の説明】
Ｗ　　スクリーンの自重による下向きに働く力
Ｗ１　Ｗによる面５方向に働く力
Ｗ２　Ｗによる面５を滑る方向に働く力
Ｓ　　スクリーンの伸縮によって働く力
Ｆ　　ＷとＳの合力
Ｆ１　Ｆによる面５方向に働く力
Ｆ２　Ｆによる面５を滑る方向に働く力
θ、θ１、θ２　取り付け用冶具の傾き
１　フレキシブルシート等
２　剛体シート
３　取り付け用冶具
４　取り付け構造体
５　上辺の取り付け用冶具の取り付け構造体と接する面
６　下辺の取り付け用冶具の天面（剛体シートと接する面）
７　保持用アングル
１０　映像光
４０　プロジェクションディスプレイ
４１　光源
４２　ミラー
４３　レンチキュラーレンズ
４４　フレネルレンズ
４５　スクリーン
４６　スクリーン取り付け部
【図１】
2004145040.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004145040.tif 000009