(57)【要約】  スクリーンに複数のプロジェクターから画像を投影し、大きな画面を形成する場合に、画面中に境界線が形成されないようにした背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置であって、この背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置１０は、プロジェクター１２と、集合スクリーン１６とから構成され、集合スクリーン１６は、異なる長さの短ユニットスクリーン１８と長ユニットスクリーン２０で構成されている。プロジェクター１２は短ユニットスクリーン１８及び長ユニットスクリーン２０と同数であって、これらの後端面である画像光入力面に対して画像光を投射するように設けられる。各ユニットスクリーン１８、２０は、５ｍｍ乃至１００ｃｍの範囲で同一長さの複数の光ファイバー２８を、前端及び後端で直径方向に実質的に接触させて並べた状態で一体的に連結して構成され、短ユニットスクリーン１８と長ユニットスクリーン２０は正面から見て千鳥に配置され、その画像光出力面１８Ａ、２０Ａは、集合画像光出力面１６Ａ位置で面方向に隣接するように配置されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン厚さ方向に少なくとも２種類の異なる長さの複数のユニットスクリーンを、その前端面である画像光出力面を隙間なく面一に並べた状態で接続して形成されてなる、単一の連続した集合画像光出力面を有する集合スクリーンであって、異なる長さの前記ユニットスクリーンが相互に隣接するように配置され、且つ、前記各ユニットスクリーンは、５ｍｍ乃至１００ｃｍの範囲で同一長さの複数の光ファイバーを、少なくともその前端及び後端で直径方向に実質的に接触させて並べた状態で一体的に連結してなり、前記各ユニットスクリーンの後端面は画像光入力面を構成したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２】
請求項１において、前記複数のユニットスクリーンを、短ユニットスクリーンと、これよりもスクリーン厚さ方向に少なくとも１ｃｍ以上長い長ユニットスクリーンとの２種類とし、これら短ユニットスクリーンの画像光出力面と長ユニットスクリーンの画像光出力面とを前記集合画像光出力面の位置で千鳥に配置したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項３】
請求項１または２において、前記長ユニットスクリーンの画像光入力面を、該長ユニットスクリーンの画像光入力面に投射される画像光のうち該画像光入力面の外側に漏洩する光を遮蔽するマスク部材により取り囲んだことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項４】
請求項１、２または３において、前記短ユニットスクリーンの画像光入力面に隣接する前記長ユニットスクリーンの外周面に、前記短ユニットスクリーンの画像光入力面から後端方向に少なくとも５ｍｍの範囲で、反射防止コーティングを施したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記長ユニットスクリーンの少なくとも画像光入力面近傍の外周を拘束して、該長ユニットスクリーンを支持する支持フレームを設けたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項６】
請求項５において、前記支持フレームは、前記長ユニットスクリーンの画像光入力面に投射された画像光のうち該画像光入力面の外側に漏洩する光を遮蔽する構成とされたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記単一の連続した集合画像光出力面を囲んで、該集合画像光出力面を構成して束ねられた状態のユニットスクリーンの前端部外周を拘束して固定する集合スクリーン支持枠を設けたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項８】
請求項５または６において、前記単一の連続した集合画像光出力面を囲んで、該集合画像光出力面を構成して束ねられた状態のユニットスクリーンの前端部外周を拘束して固定する集合スクリーン支持枠を、前記支持フレームと一体的に設けたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、後端面が４角形とされ、前記ユニットスクリーンの画像光入力面は、前記４角形の後端面を集合させた４角形状とされたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、後端面が正６角形とされ、且つ、これら正６角形が最密充填構造となるように密着して集合されて、前記画像光入力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、後端面が円形とされ、且つ、これら円形が最密充填構造となるように密着して集合されて前記画像光入力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、前端面が４角形とされ、且つ、これら４角形の前端面がスクリーンの縦方向及び横方向に同一ピッチで配置された状態で集合されて前記画像光出力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、前端面が正６角形とされ、且つ、これら６角形が最密充填構造となるように密着して配置された状態で集合されて前記画像光出力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、前端面が円形とされ、且つ、これら円形が最密充填構造となるように密着して集合されて前記ユニットスクリーンの前記画像光出力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１５】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、前端面が円形とされ、且つ、この円形がスクリーンの縦方向及び横方向に円形の直径に等しい同一ピッチで配置された状態で集合されて前記画像光出力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、コアが中空のパイプ形状とされたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１７】
請求項１６において、前記光ファイバーの前端面が、黒色のコーティング層により被覆されていることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１８】
請求項１６又は１７において、前記光ファイバーの後端面が、黒色のコーティング層により被覆されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれかにおいて、前記ユニットスクリーンを構成する光ファイバーは、樹脂又はシリカの一方から形成されていることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２０】
請求項１６、１７又は１８において、前記ユニットスクリーンを構成する光ファイバーは、中空のコアの内周面が反射面となる金属製チャネル部材から形成されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２１】
請求項２０において、前記金属製チャネル部材は、内側が中空のコアとなり、且つ、このコアが連続するように略矩形波状に曲げ加工した金属薄板から構成されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２２】
請求項２１において、前記金属薄板はコルゲート加工され、この金属薄板を、複数枚、前記中空のコアを閉じるように厚さ方向に重ねて連結して、前記ユニットスクリーンを構成したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２３】
請求項２２において、前記金属薄板は４角形の断面が連続するように形成され、且つ、２つの前記４角形の断面が対向して、２倍の断面積の４角形がコアとして形成されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２４】
請求項２３において、前記金属薄板は、台形の断面が連続するように形成され、且つ、２つの前記台形の断面が対向して、６角形のコアが形成されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２５】
請求項２１において、前記金属薄板はコルゲート加工され、この金属薄板に対して、前記４角形の断面を閉じるように直平面状の補強金属薄板を連結して、連続して並列された４角形の閉断面を形成し、前記コルゲート加工された金属薄板と補強金属薄板とを厚さ方向に重ねて連結して、前記ユニットスクリーンを構成したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２６】
請求項２１乃至２５のいずれかにおいて、前記光ファイバーにおける中空のコアの内周面は、該光ファイバーの端面近傍で、内径が該端面に向かって大きくなるテーパー面とされ、且つ、端面における金属製チャネル部材の肉厚が０．０５ｍｍ以下となるエッジを構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２７】
請求項１乃至１９のいずれかにおいて、前記光ファイバーの端面から少なくとも３ｍｍの範囲で、前記光ファイバーにおける端部の外周面が、黒色のコーティング層により被覆されていることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２８】
請求項２７において、前記光ファイバーの端部の外周面に被覆された黒色のコーティング層は、該光ファイバーの端部をその直径方向に接着固定する接着剤により形成されていることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項２９】
請求項１乃至２８のいずれかにおいて、前記ユニットスクリーンの後端面である画像光入力面を凹球面としたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ用集合スクリーン。
【請求項３０】
スクリーン厚さ方向に少なくとも２種類の異なる長さの複数のユニットスクリーンの前端面である画像光出力面を隙間なく面一に接続して集合させて、単一の連続した集合画像光出力面を構成した集合スクリーンと、
この集合スクリーンの背面側に、前記ユニットスクリーンに対応してこれと同数設けられ、対応するユニットスクリーンの後端面である画像光入力面に対して画像光を投射するプロジェクターと、を有してなり、
前記集合スクリーンは、異なる長さの前記ユニットスクリーンが相互に隣接して配置されてなり、
前記各ユニットスクリーンは、５ｍｍ乃至１００ｃｍの範囲で同一長さの複数の光ファイバーを、少なくともその前端及び後端で直径方向に実質的に接触させて並べた状態で一体的に連結してなることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３１】
請求項３０において、前記複数のユニットスクリーンは、より短い短ユニットスクリーンと、これよりもスクリーン厚さ方向に少なくとも１ｃｍ長い長ユニットスクリーンとの２種類とされ、これら短ユニットスクリーンの画像光出力面と長ユニットスクリーンの画像光出力面とが前記集合画像光出力面の位置で千鳥に配置されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３２】
請求項３０または３１において、前記長ユニットスクリーンの画像光入力面を、該長ユニットスクリーンの画像光入力面に投射される画像光のうち該画像光入力面の外側に漏洩する光を遮蔽するマスク部材により取り囲んだことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３３】
請求項３０、３１、または３２において、前記短ユニットスクリーンの画像光入力面に隣接する長ユニットスクリーンの外周面に、前記短ユニットスクリーンの画像光入力面から後端方向に少なくとも５ｍｍの範囲で、反射防止コーティングを施したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３４】
請求項３０乃至３３のいずれかにおいて、前記長ユニットスクリーンの少なくとも画像光入力面近傍の外周を囲んで支持する支持フレームを設けたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３５】
請求項３４において、前記支持フレームは、前記長ユニットスクリーンの画像光入力面よりもプロジェクター側に突出され、投射された画像光のうち該画像光入力面の外側に漏洩する光を遮蔽する構成とされたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３６】
請求項３４又は３５において、前記プロジェクターと、これと対応する前記ユニットスクリーンの画像光入力面との間に、該プロジェクターから投射される画像光をわずかに発散するか略平行光とするフレネルレンズを、各ユニットスクリーンごとに対応する支持フレームに取り付けて配置したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３７】
請求項３０乃至３６のいずれかにおいて、前記ユニットスクリーンの画像光入力面を凹球面とすると共に、該凹球面の球心位置近傍に、前記プロジェクターの画像光出射中心を配置したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３８】
請求項３０乃至３５、３７のいずれかにおいて、前記プロジェクターと、これと対応する前記ユニットスクリーンの画像光入力面との間に、該プロジェクターから発散しつつ投射される画像光をわずかに発散するか平行光とするフレネルレンズを、各ユニットスクリーンごとに配置したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３９】
請求項３０乃至３８のいずれかにおいて、前記集合画像光出力面を構成する状態に一体とされたユニットスクリーンの外周を囲んで固定する集合スクリーン支持枠を設けたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４０】
請求項３４または３５において、前記集合画像光出力面を構成して一体とされた状態のユニットスクリーンの前端部外周を囲んで固定する集合スクリーン支持枠を、前記支持フレームと一体的に設けたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４１】
請求項３０乃至４０のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、後端面が４角形とされ、前記ユニットスクリーンの画像光入力面は、前記４角形の後端面を集合させた４角形状とされたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４２】
請求項４１において、前記光ファイバーの後端面が正４角形とされたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４３】
請求項３０乃至４２のいずれかにおいて、前記プロジェクターは、ビーム断面形状が４角形の光ビームを、前記画像光入力面を走査しつつ投射するようにされたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４４】
請求項３０乃至４０のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、後端面が６角形とされ、且つ、これらの６角形が最密充填構造となるように密着して集合されて前記画像光入力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４５】
請求項３０乃至４０のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、後端面が円形とされ、且つ、これらの円形が最密充填構造となるように密着して集合されて前記画像光入力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４６】
請求項３０乃至４５のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、前端面が４角形とされ、且つ、これら４角形の前端面がスクリーンの縦方向及び横方向に同一ピッチで配置された状態で集合されて前記画像光出力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４７】
請求項３０乃至４５のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、前端面が６角形とされ、且つ、これらの６角形が最密充填構造となるように密着して配置された状態で集合されて、前記画像光出力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４８】
請求項３０乃至４７のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、前端面が円形とされ、且つ、これらの円形が最密充填構造となるように密着して集合されて前記ユニットスクリーンの前記画像光出力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４９】
請求項３０乃至４７のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、前端面が円形とされ、且つ、これらの円形がスクリーンの縦方向及び横方向に同一ピッチで配置された状態で集合されて前記画像光出力面を構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５０】
請求項３０乃至４９のいずれかにおいて、前記光ファイバーは、コアが中空のパイプ形状とされたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５１】
請求項５０において、前記光ファイバーの前端面が、黒色のコーティング層により被覆されていることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５２】
請求項５０又は５１において、前記光ファイバーの後端面が、黒色のコーティング層により被覆されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５３】
請求項３０乃至５２のいずれかにおいて、前記ユニットスクリーンを構成する光ファイバーは、樹脂又はシリカの一方から形成されていることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５４】
請求項５０、５１又は５２において、前記ユニットスクリーンを構成する光ファイバーは、中空のコアの内周面が反射面となる金属製チャネル部材から形成されていることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５５】
請求項５４において、前記金属製チャネルは、内側が中空のコアとなる４角形の断面が連続するように矩形波状に曲げ加工した金属薄板から構成されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５６】
請求項５４において、前記金属薄板はコルゲート加工され、この金属薄板を、複数枚、前記中空のコアを閉じるように厚さ方向に重ねて連結して、前記ユニットスクリーンを構成したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５７】
請求項５５において、前記金属薄板は４角形の断面が連続するように形成され、且つ、２つの前記４角形の断面が対向して、２倍の断面積の４角形がコアとして形成されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５８】
請求項５７において、前記金属薄板は台形の断面が連続するように形成され、且つ、２つの前記台形の断面が対向して、６角形のコアが形成されたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項５９】
請求項５４において、前記金属薄板はコルゲート加工され、この金属薄板に対して、前記４角形の断面を閉じるように直平面状の補強金属薄板を連結して、連続して並列された４角形の閉断面を形成し、前記コルゲート加工された金属薄板と補強金属薄板とを厚さ方向に重ねて連結して、前記ユニットスクリーンを構成したことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項６０】
請求項５４乃至５９のいずれかにおいて、前記光ファイバーにおける中空のコアの内周面は、該光ファイバーの端面近傍で、内径が該端面に向かって大きくなるテーパー面とされ、且つ、端面における金属製チャネル部材の肉厚が０．０５ｍｍ以下となるエッジを構成していることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項６１】
請求項３０乃至６０のいずれかにおいて、前記光ファイバーの端面から少なくとも３ｍｍの範囲で、前記光ファイバーにおける端部の外周面が、黒色のコーティング層により被覆されていることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項６２】
請求項６１において、前記光ファイバーの前端部の外周面に被覆された黒色のコーティング層は、該光ファイバーの前端部をその直径方向に接着固定する接着剤により形成されていることを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項６３】
請求項３０乃至６０のいずれかにおいて、前記ユニットスクリーンの画像光入力面を凹球面としたことを特徴とする背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項６４】
金属製チャネル部材から構成され、中心部が中空のコアとされ、且つ、横断面における外周形状及び前記中空のコアの形状が４角形及び６角形の一方とされたことを特徴とする集合スクリーン用光ファイバー。
【請求項６５】
請求項６４において、横断面における前記外周形状及び前記中空のコアの形状が、それぞれ正４角形とされたことを特徴とする集合スクリーン用光ファイバー。
【請求項６６】
金属製チャネル部材から構成され、中心部が中空のコアとされ、且つ、横断面における外周形状及び前記中空のコアの形状が正６角形とされたことを特徴とする集合スクリーン用光ファイバー。
【請求項６７】
請求項６４乃至６６のいずれかにおいて、前記光ファイバーにおける中空のコアの内周面は、後端面近傍で、内径が該後端面に向かって大きくなるテーパー面とされ、且つ、後端面における金属製チャネル部材の肉厚が０．０５ｍｍ以下となるエッジを構成していることを特徴とする集合スクリーン用光ファイバー。
【請求項６８】
請求項６４乃至６７のいずれかにおいて、前記金属製チャネル部材の後端面が、黒色のコーティング層により被覆されたことを特徴とする集合スクリーン用光ファイバー。
【請求項６９】
請求項６１乃至６８のいずれかにおいて、前記金属製チャネル部材における前端面が、黒色のコーティング層により被覆されていることを特徴とする集合スクリーン用光ファイバー。
【請求項７０】
請求項６１乃至６９のいずれかの集合スクリーン用光ファイバーを複数本並べて一体的にベルト状に形成したことを特徴とするフラット光ファイバー。
【請求項７１】
４角形の断面が連続するように矩形波状に曲げ加工した金属薄板を含んで構成され、前記各４角形の断面が中空のコアとなる中空光ファイバーが複数本並べて一体的にベルト状に形成されてなることを特徴とするフラット光ファイバー。
【請求項７２】
請求項７１において、前記金属薄板は、コルゲート加工されてなり、前記中空のコアを閉じるように厚さ方向に重ねて連結可能に構成されたことを特徴とするフラット光ファイバー。
【請求項７３】
請求項７２において、前記金属薄板は４角形の断面が連続するように形成され、且つ、２つの前記４角形の断面が対向して、２倍の断面積の４角形がコアとして形成されたことを特徴とするフラット光ファイバー。
【請求項７４】
請求項７３において、前記金属薄板は、台形の断面が連続するように形成され、且つ、２つの前記台形の断面が対向して、６角形のコアが形成されたことを特徴とするフラット光ファイバー。
【請求項７５】
請求項７１において、金属薄板はコルゲート加工され、この金属薄板に対して、前記４角形の断面を閉じるように直平面状の補強金属薄板を連結して、連続して並列された４角形の閉断面を形成したことを特徴とするフラット光ファイバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画面を組み合わせて大画面を形成するようにした背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置、及びこれに使用される集合スクリーン、集合スクリーン用光ファイバー、フラット光ファイバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラズマディスプレイ等の大型の平面ディスプレイが開発されている。【０００３】
このプラズマディスプレイや液晶ディスプレイの場合、画面サイズを大型にする程、製造過程における歩留りが低下するので、大きさには限界がある。このため、例えば１００インチの画面寸法を得ようとするときには、４台の５０インチ平面ディスプレイを並べて、４枚の画面により全体として一つの大きな画面を形成するようにしている。【０００４】
しかしながら、このような平面ディスプレイには必ず枠が設けられているので、４枚の画面を接続して１枚の画像を表示すると、中心に十字形の枠が出てしまって、画像が見難く、表示対象によっては枠付の画面に適さない場合もあった。【０００５】
このような問題点を解決する一手段として、１００インチあるいはそれ以上のサイズのスクリーンに複数のプロジェクターから画像を投影し、大きな画面を形成するマルチ画面ディスプレイが提案されている（例えば、特開２００２−１０７８３１号公報参照。）。【０００６】
しかしながら、このような従来公知のマルチ画面ディスプレイにおいては、複数のプロジェクターからスクリーン上に投影される各画像のオーバーラップ部分に、薄い帯状の境界線が発生し易いという問題点があり、このオーバーラップ部分にシェーディングを付ける等の特別な処理が必要であった。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、スクリーンに複数のプロジェクターから画像を投影し、大きな画面を形成する場合に、画面中に境界線が形成されないようにした背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置、及びこれに使用される集合スクリーン、集合スクリーン用光ファイバー、フラット光ファイバーを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は、スクリーン厚さ方向に少なくとも２種類の異なる長さの複数のユニットスクリーンを、その前端面である画像光出力面を隙間なく面一に並べた状態で接続して形成されてなる、単一の連続した集合画像光出力面を有する集合スクリーンを用い、この集合スクリーンは異なる長さの前記ユニットスクリーンが、相互に隣接するように配置して構成され、且つ、前記各ユニットスクリーンは、５ｍｍ乃至１００ｃｍの範囲で同一長さの複数の光ファイバーを、少なくともその前端及び後端で直径方向に実質的に接触させて並べた状態で一体的に連結してなり、前記各ユニットスクリーンの前記画像光出力面は前記集合画像光出力面の一部を構成し、且つ、後端面は画像光入力面を構成したことによって、上記課題を解決したものである。
【０００９】
ここでは、隣接するユニットスクリーンにおける画像光出力面は面一であって、境界線のない集合画像光出力面を構成しているのに対して、隣接する画像光入力面は、相互に、光ファイバーの光軸方向にずれている。このため、これらの隣接する画像光入力面に投射された異なるプロジェクターからの投影画像のオーバーラップによる境界線が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置を前面から見た斜視図
【図２】同背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置を背面から見た斜視図
【図３】実施例１におけるユニットスクリーンのみを示す背面斜視図
【図４】図１におけるIV−IV線に沿う断面図
【図５】図４におけるＶ部を拡大して示す断面図
【図６】図３におけるVI部を拡大して示す斜視図
【図７】図６におけるVII−VII線に沿う拡大断面図
【図８】実施例１の背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置における画像信号処理系統を示すブロック図
【図９】実施例２に係る背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置を示す略示斜視図
【図１０】実施例３に係る背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置を示す略示斜視図
【図１１】実施例４に係るユニットスクリーンを示す略示正面図
【図１２】実施例５に係るユニットスクリーンを示す略示正面図
【図１３】実施例６に係るユニットスクリーンを示す略示正面図
【図１４】実施例７に係るユニットスクリーンを示す略示正面図
【図１５】実施例８に係るユニットスクリーンを示す略示正面図
【図１６】実施例９におけるフラット光ファイバーを示す略示斜視図
【図１７】実施例１０に係るユニットスクリーンの要部を示す略示断面図
【図１８】実施例１１に係るユニットスクリーンの要部を示す略示断面図
【図１９】実施例１２に係るユニットスクリーンの要部を示す略示断面図
【図２０】実施例１３に係る背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置を示す略示斜視図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置は、プロジェクターを、縦３×横４の計１２台並べて構成された投射部と、この投射部から投射された画像光が出射される集合画像光出力面を有する集合スクリーンによって構成し、集合スクリーンは、前記１２台のプロジェクターにより投射された画像光の投射位置に各々設けられた６台の短ユニットスクリーンと、この短ユニットスクリーンよりもスクリーン厚さ方向の寸法が長い、６台の長ユニットスクリーンの計１２台のユニットスクリーンによって構成し、これらは、スクリーン正面から見て千鳥に配置し、前記短ユニットスクリーン及び長ユニットスクリーンは、５ｍｍ乃至１００ｃｍの範囲で同一長さの複数の光ファイバーを、その前端及び後端で直径方向に接触させて並べた状態で、一体的に連結することにより上記目的を達成する。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明の実施例１を図面を参照して説明する。【００１３】
図１に示されるように、この実施の形態の例に係る背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置１０は、各々が縦３、横４のノーマルサイズの画像光を出射する、例えばＤＬＰ（ディジィタル・ライト・プロセッシング：商標）型のプロジェクター１２を、縦３×横４の計１２台並べて構成された投射部１４と、この投射部１４から投射された画像光が出射される集合画像光出力面１６Ａを有する集合スクリーン１６によって構成されている。【００１４】
この集合スクリーン１６は、前記１２台のプロジェクター１２により投射された画像光の投射位置に各々設けられた６台の短ユニットスクリーン１８と、この短ユニットスクリーン１８よりもスクリーン厚さ方向の寸法が長い、６台の長ユニットスクリーン２０の計１２台のユニットスクリーン２１（短ユニットスクリーン１８及び長ユニットスクリーン２０の総称としてユニットスクリーン２１とする）によって構成され、これら短ユニットスクリーン１８と長ユニットスクリーン２０とが、スクリーン正面から見て千鳥に配置されている。又、これら１２台のユニットスクリーン２１は、それぞれの前端面である画像光出力面１８Ａ、２０Ａを面一に隙間なく並べた状態で接続されており、これら複数の画像光出力面１８Ａ、２０Ａによって、単一の連続した縦９、横１６のハイビジョンサイズの前記集合画像光出力面１６Ａが構成されている。【００１５】
又、集合スクリーン１６は、前記集合画像光出力面１６Ａを構成するように一体とされた状態の全ユニットスクリーン２１の前端部外周を拘束して固定する集合スクリーン支持枠２２を備えている。この集合スクリーン支持枠２２の内側には、図２（背面斜視図）に示されるように、長ユニットスクリーン２０の画像光入力面２０Ｂ近傍の外周を拘束して支持する支持フレーム２４が一体的に、且つ、千鳥に配置して形成されている。【００１６】
これらの集合スクリーン支持枠２２及び支持フレーム２４によって支持された集合スクリーン１６は、集合スクリーン支持枠２２及び支持フレーム２４の図示を省略した状態では、図３（背面斜視図）及び図４（水平断面図）に示されるように、前記短ユニットスクリーン１８及び長ユニットスクリーン２０が千鳥の状態に配置されている。なお、各ユニットスクリーン２１の外周部は集合スクリーン支持枠２２又は支持フレーム２４に接触する部分ではこれらに、隔離シート２５を介して接着材によって接着され、固定されている。【００１７】
図５に示されるように、前記支持フレーム２４は、長ユニットスクリーン２０の画像光入力面２０Ｂよりもプロジェクター１２側に突出する突出部２４Ａを有し、この突出部２４Ａにより画像光入力面２０Ｂを囲むことにより、ここに投射された画像光のうち、画像光入力面２０Ｂの外側に漏洩しようとする光を遮蔽するように構成されている。前記突出部２４Ａは、無反射コーティング等の光吸収層２４Ｂにより覆われている。【００１８】
又、前記長ユニットスクリーン２０における、前記短ユニットスクリーン１８よりも後方（プロジェクター側）に突出した部分の外周は、図５に示されるように、隔離シート２５により囲まれ、この隔離シート２５を介して、前記支持フレーム２４により拘束されている。前記隔離シート２５は、その内側面が反射層２５Ａとされ、又内側面は無反射コーティング等の光吸収層２５Ｂとされ、反射光が生じないようにされている。【００１９】
なお、光吸収層２５Ｂは、隣接する短ユニットスクリーン１８の画像光入力面１８Ｂから少なくとも５ｍｍの長さで、画像光入力面１８Ｂを囲む範囲で施されており、プロジェクター１２から短ユニットスクリーン１８の画像光入力面１８Ｂに投射された画像光のうち、画像光入力面１８Ｂの外側に漏洩しようとする光を遮蔽するように構成されている。【００２０】
図４に示されるように、前記短ユニットスクリーン１８及び長ユニットスクリーン２０は、５ｍｍ乃至１００ｃｍの範囲で同一長さの複数の光ファイバー２８を、その前端及び後端で直径方向に隣接させて並べた状態で、一体的に連結されていると共に、長ユニットスクリーン２０を構成する光ファイバ２８は、短ユニットスクリーン１８を構成する光ファイバ２８よりも１ｃｍ以上長くされている。【００２１】
ここで光ファイバー２８の長さを５ｍｍ乃至１００ｃｍとしたのは、長さが５ｍｍ未満のとき、光ファイバーを通る光が、充分にコアに集中しないためである。又、１００ｃｍとしたのは、これ以上長いとスクリーン全体の重量が過大となり、且つ、樹脂の光ファイバーの場合は、光の損失が大きくなるからである。【００２２】
又、これら短ユニットスクリーン１８及び長ユニットスクリーン２０のプロジェクター１２側の端面が、画像光入力端面１８Ｂ、２０Ｂ、他方の端面が前記画像光出力端面１８Ａ、２０Ａとされ、画像光入力端面１８Ｂ、２０Ｂから入力された画像光を、反対側の端面である画像光出力端面１８Ａ、２０Ａからそのまま出力するようにされている。なお、ユニットスクリーン２１と、これに対応するプロジェクター１２との間の光路上には、フレネルレンズ２６がそれぞれ配置されている。【００２３】
この実施例１では、フレネルレンズ２６は、画像光入力端面１８Ｂ、２０Ｂから離間した位置で、前記支持フレーム２４に取り付けられている。又、フレネルレンズ２６と前記プロジェクター１２との距離は、図５に示されるように、フレネルレンズ２６の焦点距離よりもわずかに短く設定され、フレネルレンズ２６で屈折された画像光が平行光よりもわずかに発散して画像光入力端面１８Ｂ、２０Ｂに入射するようにされている。【００２４】
前記ユニットスクリーン２１は、その一部が図６に拡大して示されるように、多数のコルゲート板２３を、図において上下方向に重ねて構成されている。図６は、短ユニットスクリーン１８と長ユニットスクリーン２０とが千鳥に隣接する個所を、プロジェクター側から見た斜視図である。【００２５】
前記コルゲート板２３は、略正方形の断面が繰り返し連続するように、金属薄板を矩形波状にコルゲート加工して形成された金属製チャネル部材とされている。【００２６】
前記金属薄板は、例えば研磨、ニッケルメッキ等により、表面の反射率が大きくされたアルミニウム薄板からなっている。前記コルゲート板２３は、多数積み重ねられることにより、略正方形の中空部が縦、横方向に等ピッチで並べられる。この中空部が、断面略正方形の中空コア２８Ａ、金属薄板が中空コア２８Ａを囲む反射面を形成する周壁部２８Ｂとなり、これら中空コア２８Ａと周壁部２８Ｂとにより各光ファイバー２８が構成される。【００２７】
集合スクリーン１６の最外周において、半数の光ファイバー２８は中空コア２８Ａが外向きに開口されることになるが、最外周を前述と同等の隔離シート２５により覆うか、前記集合スクリーン支持枠２２の内側面を反射面とすればよい。【００２８】
又、この実施例１では、各コルゲート板２３は、集合スクリーン１６の全幅と等しい幅で、且つ、奥行方向（スクリーン厚さ方向）には、短ユニットスクリーン１８に対応する部分は短く、長ユニットスクリーン２０に対応する部分は長く形成され、積み重ねていくことにより、短ユニットスクリーン１８及び長ユニットスクリーン２０が千鳥配置に形成されるようになっている。【００２９】
但し、各コルゲート板２３は、幅が前記短ユニットスクリーン１８の長さと等しい範囲で、集合スクリーン１６の全幅に亘って境目なく連続していて、短ユニットスクリーン１８に相当する部分から長ユニットスクリーン２０に相当する部分に至る個所では段差となっている。【００３０】
なお、前記長ユニットスクリーン２０及び前記短ユニットスクリーン１８を別個に形成してから組立てて集合スクリーン１６としてもよい。前記隔離シート２５は、前述のように、その内側面が反射面層２５Ａとされ、前記中空コア２８Ａの開口部を覆って閉じることにより、光ファイバー２８の一部を構成するようにされている。【００３１】
更に、この光ファイバー２８における周壁部２８Ｂは、図７に示されるように、画像光入力端面１８Ｂ（２０Ｂ）近傍で、この端面１８Ｂ（２０Ｂ）に向かって肉厚が薄くなるテーパー面とされ、且つ、端面１８Ｂ（２０Ｂ）における肉厚Ｄ１が０．０５ｍｍ以下となるエッジ２９を構成している（図６において、エッジ２９は省略されている）。この結果、プロジェクター１２から投射される画像光を、ユニットスクリーン２１の画像光入力端面１８Ｂ（２０Ｂ）で反射又は吸収される光が少なく画像光出力端面１８Ａ（２０Ａ）に効率良く導くことができる。又、光ファイバー２８の両端面は、黒色のコーティング層２８Ｂにより被覆されてなり、画像光入力端面１８Ｂ（２０Ｂ）側では光の反射による画質の低下を防止することができ、又、画像光出力端面１８Ａ（２０Ａ）側では出射光を鮮明にするブラックストライプとなる。【００３２】
図８に、この背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置１０の画像信号処理回路を示す。【００３３】
この処理回路は、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）、ＣＤ（コンパクトディスク）、テレビ信号受像機、ビデオテープレコーダー、ハードディスク、等の画像情報源３０からの画像情報を分割して、或いは分割しないで前記１２台のプロジェクター１２に送る分割ボードを含む制御装置３２から構成されている。【００３４】
制御装置３２における分割ボードは、画像情報源３０からの画像信号を、縦３、横４のノーマル画面の場合は背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置１０における右側又は左側の９台のプロジェクター１２に画像信号を送り、縦９、横１６のハイビジョン画面の場合は１２台全部のプロジェクター１２に画像信号を送り、それぞれ、集合画像光出力面１６Ａからノーマルサイズの画像表示又はハイビジョンサイズの画像表示をし、或いは必要であれば、各プロジェクター１２に同一の画像を表示するように切り換える。そして、プロジェクター１２は、ビーム断面形状が４角形の光ビームを、ユニットスクリーン２１の画像光入力面１８Ｂ、２０Ｂにおいて、各光ファイバー２８により形成される画素を順次走査しつつ、あるいは全画素を画像の１フレーム毎に切り替えて投射するようにされている。【００３５】
本発明の実施例に係る背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置１０によれば、集合スクリーン１６を、異なる長さの短ユニットスクリーン１８と長ユニットスクリーン２０で構成した上で、この短ユニットスクリーン１８と長ユニットスクリーン２０の画像光出力面１８Ａ、２０Ａを集合画像光出力面１６Ａ位置で面方向に隣接するように配置し、且つ、各ユニットスクリーン２１の隣接する画像光出力端面１８Ａ、２０Ａの境界位置でも、光ファイバー２８が隙間なく縦方向及び横方向に同一ピッチで連続的に並列しているため、集合スクリーン１６に複数のプロジェクター１２から画像を投影し、大きな画面を形成する場合でも、画面中に境界線が形成されることがない。又、長短のユニットスクリーンの長さの差を利用して支持フレーム２４により確実に集合スクリーン１６を支持することができる。
【実施例２】
【００３６】
上記実施例に係る背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置１０は、１２台の短及び長ユニットスクリーン１８、２０及びプロジェクター１２によって構成したが、本発明はこれに限定されるものでなく、２種類の異なる長さの複数のユニットスクリーンと、これに対応して設けられる複数のプロジェクターとを有している場合に適用することができる。従って、例えば、図９に示される実施例２の背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置１１０のように、短及び長ユニットスクリーン１８、２０及びプロジェクター１２を、縦方向にのみ並べる場合にも適用されるものである。
【実施例３】
【００３７】
又、図１０に示される実施例３の背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置１２０のように、横方向にのみ短及び長ユニットスクリーン１８、２０及びプロジェクター１２を並べるようにしてもよい。
【実施例４】
【００３８】
又、ユニットスクリーンを構成する光ファイバーは、上記各実施例における光ファイバ２８の断面形状や、構造等に限定されるものではない。従って、光ファイバーは、コアが中実であってもよく、又、コアが中空のパイプ形状としてもよい。更に、コアが中空の場合には、光ファイバーを、中空のコアの内周面が反射面となる金属製パイプで形成してもよい。もちろん、樹脂やシリカによって光ファイバーを形成してもよい。【００３９】
例えば、図１１に示されるように、端面が４角形（長方形）の樹脂製中実光ファイバー４０（符号４１はコアを示す）を用い、ユニットスクリーン４２の画像光出力面４２Ａ（又は画像光入力面４２Ｂ）を４角形の端面を集合させた４角形状としてもよい。
【実施例５】
【００４０】
又、図１２に示されるような、端面が正４角形の樹脂製中実光ファイバー４４（符号４５はコアを示す）を用いたユニットスクリーン４６としてもよい。
【実施例６】
【００４１】
更に、図１３に示されるように、端面が正６角形の樹脂製中実あるいは金属製中空の光ファイバー４８（符号４９はコア又は中空コアを示す）を用い、ユニットスクリーン５０の画像光出力面５０Ａ（又は画像光入力面５０Ｂ）を、これら正６角形が最密充填構造となるように密着して集合させた形状としてもよい。
【実施例７】
【００４２】
更に、図１４（Ａ）に示されるように、端面が円形の中実あるいは中空の光ファイバー５２（符号５３はコア又は中空コアを示す）を用い、ユニットスクリーン５４の画像光出力面５４Ａ（又は画像光入力面５４Ｂ）を、これら円形が最密充填構造となるように密着して集合させた形状としてもよい。
【実施例８】
【００４３】
又、図１５に示されるユニットスクリーン５６のように、光ファイバー５２を、円形の端面がスクリーンの縦方向及び横方向に同一ピッチで配置された状態で集合させたものでもよい。
【実施例９】
【００４４】
更に、前記ユニットスクリーン２１を、図１６（Ａ）〜（Ｄ）に示されるようなフラット光ファイバー６０Ａ〜６０Ｄで構成すれば、製造が容易となる。図１６（Ａ）のフラット光ファイバー６０Ａは、端面が４角形の前記光ファイバー４０を複数本並べて一体的にベルト状に形成したものである。他に、前述の、端面が正４角形の光ファイバー４４をベルト状に形成したフラット光ファイバー６０Ｂ（図１６（Ｂ））、端面が正６角形の光ファイバー４８をベルト状に形成したフラット光ファイバー６０Ｃ（図１６（Ｃ））、端面が円形の光ファイバー５２をベルト状に形成したフラット光ファイバー６０Ｄ（図１６（Ｄ））としてもよい。
【実施例１０】
【００４５】
前記実施例１のように、チャネル部材（コルゲート板）によりユニットスクリーンを形成する場合の他の実施例を図１７−１９を参照して説明する。【００４６】
図１７に示される実施例１０に係るユニットスクリーン７０は、金属薄板を４角形の断面が連続するようにコルゲート加工してチャネル部材（コルゲート板）７２を形成し、且つ、２つの前記４角形の断面が対向して、２倍の断面積の４角形が中空コア７４となるようにチャネル部材７２を積重ねて形成したものである。【００４７】
この実施例１０のユニットスクリーン７０は、ユニットスクリーン２１と比較して接合面積が大きいので、より剛性が大きくなる。
【実施例１１】
【００４８】
図１８に示される実施例１１に係るユニットスクリーン８０は、金属薄板を台形の断面が連続するようにコルゲート加工してチャネル部材（コルゲート板）８２を形成し、且つ、２つの前記台形の断面が対向して、６角形の中空コア８４となるようにチャネル部材８２を積重ねて形成したものである。
【実施例１２】
【００４９】
図１９に示される実施例１２に係るユニットスクリーン９０は、金属薄板を４角形の断面が連続するようにコルゲート加工してチャネル部材（コルゲート板）９２を形成し、このチャネル部材９２に対して、前記４角形の断面を閉じるように直平面状の補強金属薄板９４を連結して、連続して並列された４角形の閉断面からなる中空コア９６を形成し、前記チャネル部材９２と補強金属薄板９４とを厚さ方向に重ねて連結して構成したものである。【００５０】
なお、上記実施例においては、プロジェクター１２がＤＬＰ方式の場合について説明したが、これは透過型液晶パネルを用いたもの等の他のプロジェクターを用いてもよい。又、必要に応じて、集合画像光出力面１６Ａに光拡散シートを設けてもよい。
【実施例１３】
【００５１】
又、前記ユニットスクリーン２１と、これに対応するプロジェクター１２との間の光路上には、プロジェクター１２からの画像光の入射角を小さくするためにフレネルレンズ２６を配置したが、画像光投影角度が小さい場合は、フレネルレンズ２６は不要である。更に、図１９に示されるような、画像光入力面１００Ｂが凹球面のユニットスクリーン１００としてもよい。この場合、フレネルレンズを省略してもよく、又併用してもよい。
【産業上の利用の可能性】
【００５２】
本発明の背面投射型マルチ画面ディスプレイ装置、及びこれに使用される集合スクリーン、集合スクリーン用光ファイバー、フラット光ファイバーは、スクリーンに複数のプロジェクターから画像を投影し、大きな画面を形成する場合に、画面中に境界線が形成されないという効果を有するので、映画、広告分野の産業に利用できる。
【図１】
2005069074.tif 000002
【図２】
2005069074.tif 000003
【図３】
2005069074.tif 000004
【図４】
2005069074.tif 000005
【図５】
2005069074.tif 000006
【図６】
2005069074.tif 000007
【図７】
2005069074.tif 000008
【図８】
2005069074.tif 000009
【図９】
2005069074.tif 000010
【図１０】
2005069074.tif 000011
【図１１】
2005069074.tif 000012
【図１２】
2005069074.tif 000013
【図１３】
2005069074.tif 000014
【図１４】
2005069074.tif 000015
【図１５】
2005069074.tif 000016
【図１６】
2005069074.tif 000017
【図１７】
2005069074.tif 000018
【図１８】
2005069074.tif 000019
【図１９】
2005069074.tif 000020
【図２０】
2005069074.tif 000021
【国際調査報告】
2005069074.tif 000022
2005069074.tif 000023
2005069074.tif 000024
2005069074.tif 000025