(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に応じて光学像を形成し、上記光学像を拡大投写する投写装置を収納して保持する筐体と、上記投写装置により拡大投写された光学像を表示するスクリーンとからなる投写型表示装置を複数個配列してなる大画面表示装置において、
個々の投写型表示装置は、筐体の端部にスクリーンの周辺部を当接させ、外表面に凹凸を設けた透明なテープを用いて上記スクリーンを上記筐体の端部に接合して固定することを特徴とする大画面表示装置。
【請求項２】
投写装置から出射される光学像の最外周部よりの光線がスクリーンを通過後、上記スクリーンの最表面の最外周部分で結像するように、投射型表示装置の端部を成形していることを特徴とする請求項１に記載の大画面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の投写型表示装置を組み合わせて構成される大画面表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、複数の投写型表示装置を組み合わせて構成された従来の大画面表示装置の概略構造を示す斜視図である。
図において、４０は投写型表示装置、１０は投写型表示装置４０のスクリーン、４１は隣接する投写型表示装置４０のスクリーン間の隙間である。
従来の大画面表示装置は、図８に示すように、複数個の投写型表示装置４０を縦および横方向に積み重ねるようにマトリックス状に配列して構成され、複数個のスクリーン１０を用いて一つの大画面スクリーンを構成している。
【０００３】
図８では、投写型表示装置４０を縦に３段、横に３列並べて一つの大型の表示スクリーンを構成し、映像信号を縦横それぞれ３倍に拡大して、個々の投写型表示装置４０の各スクリーン１０には、それぞれ１画面中の対応する一部分が拡大されて表示される。
また、図９は、図８における投写型表示装置４０を縦方向に２台並べて配列したときの断面を示す構成図である。
図において、５０は投写光学系としとての投写装置、５１は投写装置５０から出射される光学像の最外周部よりの光線、１０はスクリーン、２０は投写装置５０やスクリーン１０を収納して保持する筐体、６０はスクリーン１０の周辺部を筐体２０の端部に当接させて固定するための接着性を有した不透明なテープ（例えば、黒色のテープ）である。
【０００４】
従来の大画面表示装置は、以上のように、複数のスクリーン１０が一つの平面を形成して一つの大画面スクリーンを構成するように、複数の投写型表示装置をマトリックス状に積み重ねて配列している。
ただし、動作時に周囲の温度が上昇したときに、筐体２０とスクリーン１０の熱膨張率の違いから歪みが生じ、一つの大画面として形成された表示スクリーンが湾曲することがある。
これを避けるため、図９に示されるように個々のスクリーン１０間にはあらかじめ幅約１ｍｍ程度の隙間４１を設けている。
この隙間４１は、個々のスクリーン１０を図９のように縦に積み重ねたときも、あるいは横に並べたときも、図８のようにそれぞれのスクリーン１０間で同様に設けられる。
【０００５】
なお、図１０は、スクリーン１０と筐体２０の端部との接合部（図９の破線円で示したＡ部）を拡大表示した図であり、筐体２０の端部外周部は、隣り合うスクリーン１０間に隙間４１を設けるために、その外周部において段差Ｈ１が形成されているとともに、筐体２０の端部内周部は、投写装置５０から出射される光学像の最外周部よりの光線５１がスクリーン１０を通過後、スクリーン１０の最表面の最外周部分（即ち、スクリーン１０の最端部）で結像するように、その内周部において段差Ｈ２が形成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の大画面表示装置は以上のように構成されているので、個々の投写型表示装置４０を多数組み合わせて並べて投写した時に、スクリーン１０間の隙間４１からは光の出射がなく、縦横のストライプ状の非表示部が生じてしまうとともに、さらに、スクリーン１０と筐体２０の端部を光を反射しない不透明なテープ６０を用いて接合固定しているので、斜め方向からスクリーンを見たときに非表示部に目障りな黒色の線が現れ、一つの大型表示画面として画像を表示したときに、その表示画面の画質は著しく劣化するという問題点があった。
また、動作時に周囲の温度が上昇したときに、筐体２０とスクリーン１０の熱膨張率の違いから歪みが生じ、一つの大画面として形成されたスクリーンが湾曲するという問題点もあった。
【０００７】
この発明は、かかる問題点を解消するためになされたものであり、複数個の投写型表示装置のスクリーンを配列して一つの大画面表示スクリーンを構成する大画面表示装置において、画質劣化の原因となる各スクリーン間の非表示部の発生を抑えることができる大画面表示装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る大画面表示装置は、映像信号に応じて光学像を形成し、上記光学像を拡大投写する投写装置を収納して保持する筐体と、上記投写装置により拡大投写された光学像を表示するスクリーンとからなる投写型表示装置を複数個配列してなる大画面表示装置において、個々の投写型表示装置は、筐体の端部にスクリーンの周辺部を当接させ、外表面に凹凸を設けた透明なテープを用いてスクリーンを筐体の端部に接合して固定するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、従来図と同一符号は従来ものと同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
図１は、この発明の一実施の形態による大画面表示装置を構成する投写型表示装置を縦方向に２台積み重ねた時の断面を示す構成図であり、ＤＬＰ（Digital Light Processing）方式のものである。
【００１４】
図において、１は光源、２は光源１を取り囲むように配置される例えば放物面形状をしたリフレクタ、３は入射光学系のレンズ、４は入射光学系のレンズ３の先に配置されるＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、５は投影光学系のレンズであって、投射装置５０を構成している。
また、１０はスクリーン、２０は筐体であり、この筐体２０は、光源１、リフレクタ２、入射光学系３、ＤＭＤ４、投影光学系５からなる投射装置５０を収納するとともに、その端部において接着性を有した不透明なテープ６０によりスクリーン１０を固定している。
【００１５】
また、３０はスクリーン１０、筐体２０および投射装置５０などからなる略直方体形状の投写型表示装置である。
なお、投写光学系である投写装置５０は、入力される映像信号に応じて光学像を形成し、光学像をスクリーン１０に拡大投写する。
各スクリーン１０の周辺部は、それぞれ対応する筐体２０の端部に当接して、接着性を有した不透明なテープ６０により接合して固定されている。
そして、隣接する個々のスクリーン１０同士は不透明なテープ６０を介して隙間なく配置され、一つの大型の表示スクリーンを形成している。
【００１６】
筐体２０とスクリーン１０とを接着固定する不透明なテープ６０は薄いので、筐体２０の端部外周部に段差を特に設けなくてもよいが、巻き回される不透明なテープ６０の厚み分だけの僅かな段差を設けることにより、隣り合う投写型表示装置３０の側面同士（即ち、筐体２０の側面同士）を隙間なく完全に密着させることが可能となる。
また、個々の筐体２０の端部内周部には、投写装置５０から出射される光学像の最外周部よりの光線５１がスクリーン１０を通過後、スクリーン１０の最表面の最外周部分（即ち、スクリーン１０の最端部）で結像するように、その内周部において段差Ｈ２が形成されている。
なお、筐体２０の端部内周部の形状は、段差Ｈ２を有した直角状の切り欠きではなく、傾斜面であってもよい。
【００１７】
また、図２は、スクリーン１０の構成要素を示す図である。
スクリーン１０は、観察者から見て最表面にレンチキュラーシート１１０、その裏側にフレネルレンズシート１２０、さらに背面に補強板１３０が設置されて構成されている。
なお、図示はされていないが、スクリーン１０のレンチキュラーシート１１０の前面（即ち、観察者側）にアクリル樹脂製のフロントシートが設置されていてもよい。
【００１８】
レンチキュラーシート１１０には、縦ストライプ状のレンチキュラーレンズ１１１およびブラックストライプ１１２が形成されている。
スクリーン１０を構成するフレネルレンズシート１２０とレンチキュラーシート１１０と補強板１３０は主にアクリル樹脂で構成される。
また、図１に示した本実施の形態における大画面表示装置の筐体２０は、スクリーン１０を構成するアクリル樹脂と同程度の熱膨張係数を有したガラス繊維強化プラスチックで構成されており、隣り合う筐体間には隙間がないよう密接して設置されている。
【００１９】
以下、本実施の形態１による大画面表示装置を構成する投写型表示装置の動作を図１および図２を用いて説明する。
図１に示すように、光源１からの直接光およびリフレクタ２の反射光が混在した照明光は入射光学系のレンズ３を通過し、ＤＭＤ４に入射する。
ＤＭＤ４には個々の投写型表示装置のスクリーンで表示すべき映像信号が入力されており、ＤＭＤ４に入射した光は、所定の入射−反射角特性で反射されて、入力された映像信号に対応した投影光（光学像）として投影光学系のレンズ５に入射し、投影光学系のレンズ５によってスクリーン１０に拡大投写される。
発散光となってスクリーン１０の背面に到達した光は、まず、図２に示された透明な補強板１３０を通過し、フレネルレンズシート１２０に入射する。
フレネルレンズシート１２０は、１枚の凸レンズと等価に作用し、発散して来た入射光を平行出射光に変換する。出射光は次にレンチキュラーシート１１０に入射する。
レンチキュラーシート１１０に形成された縦ストライプ状のレンチキュラーレンズ１１１は、光をミクロに水平方向に拡散させ、水平視野角を拡大する。
【００２０】
ここで、光学像の最外周部よりの光線はスクリーン１０と筐体２０との接続部付近に入射するが、図１に示すように、筐体２０の端部内周側に段差Ｈ２を有した切り欠き部を設けることにより、光学像の最外周部よりの光線５１が筐体２０で遮られることなく、スクリーン１０を通過し、スクリーン最表面の最外周部分で結像するように設計されている。
また、隣接する投写型表示装置３０同士は密接させ、隣接するスクリーン間に隙間がほとんどないように配列している。
したがって、本実施の形態による大画面表示装置においては、個々のスクリーン１０を合成して形成した一枚の大画面表示スクリーンは個々のスクリーン１０間の隙間に起因する非表示部の発生をなくすることができる。
なお、本実施の形態ではスクリーン１０と筐体２０の端部の接着固定に不透明なテープ６０を用いているので、スクリーンを斜め方向から見た時に不透明なテープ６０の部分が黒い線となって現れる現象はある。
【００２１】
また、本実施の形態による大画面表示装置に用いられる投写型表示装置では、スクリーン１０と筐体２０は、ほぼ等しい熱膨張係数を持つ材料で構成しているので、投写型表示装置の内部や周辺の温度が上昇したときでもスクリーン１０と筐体２０の膨張率が等しく、歪みを生じる恐れがないため、隣り合うスクリーン同士はほとんど隙間なく密着して配列することが可能である。
したがって、投写型表示装置を多数組み合わせて表示したときに、温度上昇によって一つの大画面として構成された表示スクリーンが湾曲することなく、かつ、個々のスクリーン間に生じる非表示部の面積が非常に小さくなり、高品位な大画面表示装置を実現できる。
なお、本実施の形態では、ＤＭＤを用いた投射装置の例を用いて説明しているが、これに限られるものではなく、映像信号を光学像に変換するもの（例えば、液晶）を用いたものであれば何でもよいことは言うまでもない。
【００２２】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２による大画面表示装置を構成する投写型表示装置のスクリーン１０と筐体２０との接合部の水平断面を示す構成図である。
図において、２０は筐体、１１０はレンチキュラーシート、１２０はフレネルレンズシート、１３０は透明な補強板であって、これらは図１、図２に示された実施の形態１の装置と同一のものである。また、１４０はアクリル樹脂製のフロントシートである。
スクリーン１０は、フロントシート１４０、レンチキュラーシート１１０、フレネルレンズシート１２０および補強板１３０とで構成されている。
なお、実施の形態１と同様に、レンチキュラーシート１１０には、縦ストライプ状のレンチキュレーレンズ１１１およびブラックストライプ１１２が形成されている。
【００２３】
さらに、６１は、フロントシート１４０、レンチキュラーシート１１０、フレネルレンズシート１２０および補強板１３０で構成されたスクリーン１０の周辺部を筐体２０の端部に当接させて接合固定するための接着性を有した透明なテープであり、各々の投写型表示装置の筐体２０の端部外周部およびスクリーン１０の側面に巻き付けられている。
透明なテープ６１の材質は、例えば、工業用ポリエステルテープであって、厚さは約０．１ｍｍである。
【００２４】
光源１からの光がスクリーン１０に達するまでの挙動は、前述した実施の形態１と同様である。
スクリーン１０に入射した光の光路について、図４を用いて説明する。
図４は、スクリーン外周部の一部を拡大した水平断面図である。スクリーンの外周部に到達した光は補強板１３０（図示せず）を透過してフレネルレンズシート１２０に入射する。
このうち、図４中の光線ａは、フレネルレンズシート１２０により進行方向がスクリーン表面に直交する方向となってレンチキュラーレンズ１１１の中央部に入射し、この方向を保ったままレンチキュラーシート１１０、フロントシート１４０を透過して、スクリーンの最表面から出射する。
したがって、観察者がスクリーンを観察したとき、光線ａはスクリーン外周部付近の映像として認識される。
【００２５】
また、フレネルレンズシート１２０に入射した光のうち、光線ｂはレンチキュラーレンズ１１の中央部より少しずれた位置に入射し、スクリーン表面に直交する方向より図中でやや上向きに進む。
この光線ｂは、フロントシート１４０の端面を通って透明なテープ６１に入射する。
なお、フロントシート１４０および透明なテープ６１の屈折率ｎ1は、ほぼ同じ値（ｎ1≒１．５）であるのに対して、透明なテープ６１の外周表面の空気層の屈折率ｎ2は１である。
したがって、透明なテープ６１の内表面では、臨界角θｃより大きい角度θで入射した光線ｂは全反射し、図４に示すように透明なテープ６１の端面から出射する。なお、臨界角θｃは、ｓｉｎθｃ＝ｎ2／ｎ1で表される。
【００２６】
また、フレネルレンズシート１２０に入射した光のうち光線ｃは、レンチキュラーレンズ１１１の端部に入射し、スクリーン表面に直交する方向より図中で上向きに進む。
この光線ｃは、光線ｂと同様にフロントシート１４０の端面を通って透明なテープ６１に入射し、透明なテープ６１の表面で全反射する。
全反射した光線ｃはフロントシート端面から再度フロントシート１４０に入射し、フロントシート表面から出射する。
【００２７】
次に、図５を用いて、観察者が各スクリーンの外周部を観察したときの見え方について説明する。
図中の光線ｂ、光線ｃは図４で示された光線と同じものであり、透明テープ６１の表面で全反射して透明テープ端面およびフロントシート１４０表面から出射されたものである。
観察者が各スクリーンの外周部すなわち透明なテープ６１が巻き回されている部分付近を観察するとき、テープ厚は非常に薄いので、スクリーンが縦に並んでいるときはテープ位置のやや上側か下側から、スクリーンが横に並んでいるときはテープ位置のやや左側か右側から観察することになる。
【００２８】
つまり、図５で示されたスクリーン表面から出射している光線ｂや光線ｃを見ることになる。
光線ｂおよび光線ｃは透明なテープ６１の外周内表面で全反射しているので、この透明なテープ６１の表面位置に平面鏡を設置したのと同じ効果があり、観察者から見ると、その延長線上に虚像２００が観察される。
したがって、各スクリーン１０の外周部を見るとき、光が全く観察者の目に到達しないのは透明なテープ６１のテープ端面を法線方向から見た場合だけとなり、一つの大画面として構成された表示スクリーン全体を観察したときに各スクリーン１０間の非表示部がほとんど認識されない。
【００２９】
比較のため、透明なテープ６１に代わり、不透明なテープ（黒色テープ）を用いた場合について、図６を用いて説明する。
図中、６０は光を透過させない不透明なテープ（黒色テープ）である。
フレネルレンズシート１２０に入射した光のうち光線ａはレンチキュラーレンズの中央部に入射し、レンチキュラーシート１１０、フロントシート１４０を透過してスクリーン表面から出射するが、光線ｂ、光線ｃはフロントシート１４０端面に達し、黒色テープ１６０で吸収される。
したがって、観察者が各スクリーンの外周部を観察するとき、テープ端面を法線方向から見たときだけでなく、やや上側か下側（あるいは左側か右側）からテープ付近を見たときも全く光が見えず、黒い線として認識される。
つまり、スクリーン全体に映像を表示したとき、各スクリーン間に黒い線状の非表示部が発生する。
【００３０】
しかしながら、本実施の形態においては、各スクリーン１０と筐体２０の端部は透明なテープ６１で接合して固定されているため、スクリーン側面から透明なテープ６１中に入射した光は、透明なテープ６１で吸収されずに透明なテープの外周内表面で鏡面反射する。
このため、観察者が隣り合うスクリーン１０の境界部を観察したときに、境界近傍での明るさが均一に見え、黒い線状のような非表示部の存在は認識されないので、高品位な大画面表示装置を実現できる。
本発明と従来構造との見え方の差は、とくに隣り合うスクリーン間にわたって均一な白表示などを行ったときに顕著である。
【００３１】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３による大画面表示装置において、互いに隣接する投写型表示装置のスクリーン１０の外周部の一部（即ち、スクリーン１０同士の隣接部）を拡大表示した水平断面図である。
図において、１１０はレンチキュラーシート、１２０はフレネルレンズシート、１４０はアクリル樹脂製のフロントシートであって、これらは図１、図２に示された実施の形態１の装置と同一のものである。
なお、実施の形態１あるいは実施の形態２と同様に、レンチキュラーシート１１０には、縦ストライプ状のレンチキュレーレンズ１１１およびブラックストライプ１１２が形成されている。
また、６２はスクリーン１０と筐体２０の端部（図示せず）とをずれないように接合して固定するために各々の投写型表示装置の周辺に巻き付けられている接着性を有した透明なテープであって、その外側表面にはエンボス加工により凹凸６２ａ面が形成されている。
【００３２】
また、光線ｄは、光源から発してフレネルレンズシート１２０に入射した光のうち、レンチキュラーシート１１０を透過してフロントシート１４０に入射し、フロントシート１４０の端面に達する光線である。
光線ｄの挙動について、以下に説明する。
フロントシート１４０の端面に達した光線は、透明なテープ６２に入射し、テープ内を伝搬する。
そして、透明なテープ６２の凹凸６２ａに達した光は、この凹凸６２ａによって全方向に散乱される。このうち、散乱反射した光の一部は、実施の形態２で示された光線ｂおよび光線ｃと同様に、テープ端面あるいはフロントシート１４０の表面から出射される。
【００３３】
また、透明なテープ６２の凹凸６２ａで散乱透過した光は、一部は隣り合って並べられた投写型表示装置に巻き付けられた透明なテープ６２の表面に達し、同様に散乱する。
隣り合うテープの表面に達しない一部の光は、透明なテープ６２間の隙間４１を通ってスクリーン表面から出射する。
以上のように、本実施の形態においては、隣り合う投写型表示装置のスクリーン間に若干の隙間４１が存在する場合でも、透明なテープの端面および透明なテープ間の隙間４１から光が出射されるため、観察者が一つの大画面として構成された表示スクリーン全体を見たときに、各スクリーン１０間の非表示部がほとんど認識されない。
【００３４】
なお、ここでは透明テープの表面にエンボス加工を施した場合について説明したが、たとえばテープ表面にビーズコーティングを施して拡散性を持たせたものや、光がスクリーン表面から出射するよう設計された微細なプリズムをテープ表面に形成したものも利用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明に係る大画面表示装置の投写型表示装置においては、スクリーンを筐体の端部に接合して固定する透明なテープは、その外表面に凹凸を設けたことを特徴とするので、透明なテープに入射した光の一部はテープ外表面の凹凸で散乱反射し、隣り合うスクリーン間に若干の隙間がある場合でも、一部の光がその隙間から観察側表面に出射し、隙間に起因する非表示部はほとんど発生しないようにすることができる。
【００３９】
また、この発明に係る大画面表示装置の投写型表示装置においては、投写装置から出射される光学像の最外周部よりの光線がスクリーンを通過後、上記スクリーンの最表面の最外周部分で結像するように、投射型表示装置の端部を成形していることを特徴とするので、１つの大画面表示スクリーンで表示される合成された映像信号はスクリーン同士のつなぎ目において連続的に表示することが可能となり、さらに高品位な大画面表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る大画面表示装置を構成する投写型表示装置を２台密着して配列したときの断面を示す図である。
【図２】  投写型表示装置のスクリーンの構成要素を示す斜視図である。
【図３】  実施の形態２に係る大画面表示装置を構成する投写型表示装置のスクリーンと筐体の接合部を示す水平断面図である。
【図４】  実施の形態２に係る大画面表示装置を構成する投写型表示装置において、スクリーンにおける入射光線の光路の説明するため図である。
【図５】  実施の形態２に係る大画面表示装置を構成する投写型表示装置において、スクリーンの観察者からの見え方を説明するための図である。
【図６】  実施の形態２における投写型表示装置において、不透明なテープを用いた場合のスクリーンの観察者からの見え方を説明するための図である。
【図７】  実施の形態３に係る大画面表示装置を構成する投写型表示装置において、スクリーンにおける入射光線の光路を説明するための図である。
【図８】  従来の大画面表示装置の概略構造を示す斜視図である。
【図９】  従来の大画面表示装置を構成する投写型表示装置を２台密着して配列したときの断面を示す構成図である。
【図１０】  図９におけるＡ部の拡大図である。
【符号の説明】
１  光源                                ２  リフレクタ
３  入射光学系のレンズ                  ４  ＤＭＤ
５  投影光学系のレンズ                １０  スクリーン
２０  筐体                        ３０、４０  投写型表示装置
４１  隙間                              ５０  投写装置
５１  光学像の最外周部よりの光線        ６０  不透明なテープ
６１  透明なテープ
６２  表面に凹凸を有した透明なテープ
６２ａ  エンボス加工面の凹凸
１１０  レンチキュラーシート            １１１  レンチキュラーレンズ
１１２  ブラックストライプ              １２０  フレネルレンズシート
１３０  補強板                          １４０  フロントシート
２００  虚像
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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