JPH09211412A - マルチ画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目地のないマルチ画像表示装置を得る。 【解決手段】 投写ユニットを縦横に複数配列し、光源
から光ファイバを用いて各投写ユニット２０ａ，２０ｂ
に対して光を供給する。スクリーン１は、複数の投写ユ
ニットに対応して設けられた複数の部分フレネルレンズ
１１ａ，１１ｂと、１枚の透明スペーサ１２と、拡散素
材を含んだ１枚の拡散板１３とで構成され、各投写ユニ
ットからの画像が連続して接続されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、複数の
液晶パネルを用い１つの画像を分割して表示する、もし
くは、複数の画像を連結合成して表示する大型のマルチ
画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、大型のマルチ画像を表示する装置
として、三菱レイヨン株式会社のＤＩＡＲＥＸ（登録商
標）のカタログに示されているように、図１４に示すよ
うな複数のＣＲＴ（カソード・レイ・チューブ）を用
い、例えば、４つの部分スクリーンに分割して、画像を
連結して表示する表示装置があった。図１５は、その内
部構造を示している。分割された部分スクリーン１ａ〜
１ｄに、それぞれ対応して投写レンズ２ａ〜２ｄ及びＣ
ＲＴ３ａ〜３ｄが設けられている。分配器４は、画像信
号Ｉを入力し、画像信号を１／４に分割し、それぞれ分
割された画像信号Ｉａ〜ＩｄをＣＲＴ３ａ〜３ｄへ出力
する。しかし、部分スクリーン１ａ〜１ｄ間には、境界
（目地ともいう）Ｌ１とＬ２が存在してしまう。境界Ｌ
１とＬ２は、できるだけ目立たないようにＣＲＴ同士の
継ぎ目が１ｍｍ程度になるようにしてあるが、投写画像
は、この継ぎ目にまたがって表示されるため、境界（目
地）のない画像を得ることは出来なかった。

【０００３】図１６は、公開特許公報昭和６２−２５０
４７４に示された液晶パネルを用い、複数画像をスクリ
ーンに拡大投写する背面投写型の表示装置の断面構成を
示す図である。液晶パネル、照射光源及び投写レンズを
含む投影機５ａ，５ｂから投写された複数の画像は、ス
クリーン１上で合成される。スクリーン１は、拡散性の
透過スクリーン１枚で構成されており、指向性のため斜
めから投写画像を見ると、複数画像の境界（目地）が見
える欠点がある。

【０００４】図１７は、図１６で用いられている単板ス
クリーンの特性を改善するため、「カラー液晶ディスプ
レイ」（ディスプレイ技術シリーズ、小林駿介、産業図
書、Ｐ２０５）に示されたスクリーンの断面構造図であ
る。投写ユニット２０ａ，２０ｂには、照明光学部２１
ａ，２１ｂ、液晶パネル２２ａ，２２ｂ、投写レンズ２
３ａ，２３ｂが設けられている。照明光学部２１ａ，２
１ｂは、液晶パネルを照射するためのものであり、投写
レンズ２３ａ，２３ｂは、液晶パネルの画像を射出瞳２
４ａ，２４ｂを介して、スクリーン１に投写するレンズ
である。スクリーン１は、複数の部分フレネルレンズ
（単にフレネルレンズともいう）１１ａ，１１ｂと１枚
の拡散板１３、もしくは、レンチキュラ板で構成され、
フレネルレンズと拡散板、もしくは、レンチキュラ板は
密着されている。

【０００５】図１８及び図１９は、フレネルレンズの作
用について、投写ユニットが２台ある場合を例にして説
明するためのものである。図１８において、投写ユニッ
ト２０ａによる液晶パネルの画像は、拡散板１３のＡの
部分に拡大投写され投写画像３０Ａを生成する。一方、
同様にして、投写ユニット２０ｂによる液晶パネルの画
像は、拡散板１３のＢの部分に拡大投写され投写画像３
０Ｂを生成する。投写画像３０Ａの画素と投写画像３０
Ｂの画素の境界は、それぞれに対応する投写ユニット２
０ａ，２０ｂを調整することにより、切れ目なく接続さ
れているものとする。図１８において、観察者Ｍが投写
画像３０Ａのほぼ中央に位置し、投写画像３０Ａと投写
画像３０Ｂを同時に見たとき、投写画像３０Ａと投写画
像３０Ｂの境界部分に着目する。図１８に示すように、
フレネルレンズがない場合は、投写画像３０Ａと投写画
像３０Ｂは、それぞれ拡散板により拡散されるが、投写
ユニットにより投写される光束は、広がりをもっている
ため、投写画像３０Ａと投写画像３０Ｂは、それぞれ拡
散板により一様に拡散されることはない。観察者Ｍから
投写画像３０Ａと投写画像３０Ｂの境界部分を見ると、
投写ユニット２０ａ，２０ｂからの矢印Ｆ及び矢印Ｇで
示す直達光の光量が、拡散板により拡散された矢印Ｋで
示す光の光量より大きく、投写画像３０Ａに比べて投写
画像３０Ｂの輝度の方が大きくなり、影が付いたように
なり、境界部分が見えることになる。図１９に示すよう
に、フレネルレンズがある場合には、各投写ユニットか
らの広がりを持った光束は、フレネルレンズによりほぼ
平行光束に変換され、拡散板に入射する。拡散板への入
射光束は拡散板に対してほぼ垂直になるため、拡散板の
どの場所でも入射光束は矢印Ｋで示すように、一様に拡
散される。このため、投写画像３０Ａと投写画像３０Ｂ
の境界部分における輝度は、ほぼ同じとなり影は小さく
なる。

【０００６】図２０は、複数のフレネルレンズを用いた
場合のフレネルレンズの境界部を示す図である。最外光
束Ｆ，Ｇが、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂの境界ぎり
ぎりに入射するように、最外光束Ｆ，Ｇの光路を調整し
なければならない。また、この最外光束Ｆ，Ｇがフレネ
ルレンズ１１ａ，１１ｂの境界ぎりぎりに入射するよう
に調整された場合でも、フレネルレンズ１１ａと１１ｂ
の間に接着剤や接合剤が存在することにより、最外光束
Ｆ，Ｇが連続してスクリーン１に表示されない場合があ
る。或いは、フレネルレンズの製造精度が高くない場合
には、フレネルレンズ１１ａと１１ｂの間に隙間が生
じ、最外光束Ｆ，Ｇの画像が連続してスクリーンに形成
できない場合がある。

【０００７】図２１は、投写画像の一例を示したもので
ある。この例では、４×４の画像中央部の２×２の部分
を示している。投写画像の境界部には、スペースが発生
してしまい、投写画像境界部において、画素を各投写画
像内部と同じピッチで連続的に接続することができな
い。このように、フレネルレンズがある場合でも、完全
に画像を切れ目なく接続することが困難であり、投写画
像に境界ができてしまう欠点があった。

【０００８】図２２は、温度変化などにより一体化され
た複数のフレネルレンズが伸縮した場合のフレネルレン
ズを正面から見たものである。温度が変化するとフレネ
ルレンズの中心は、斜め方向に移動する。例えば、フレ
ネルレンズがアクリル製であると、その線膨張係数は、
６ｘ１０^-5〜８ｘ１０^-5であり、一体化した複数フレネ
ルレンズの全体の対角寸法が６０インチとすると、温度
が２０度変化すると全体の対角方向で約２ｍｍ伸縮する
ことになる。この伸縮に応じてフレネルレンズの中心及
び境界が移動することになる。例えば、フレネルレンズ
の中心は、点Ｃから点Ｓへ移動する。また、フレネルレ
ンズの境界は、線Ｐから線Ｑへ移動する。図２３は、温
度変化などによりフレネルレンズが伸縮した場合の隣接
するフレネルレンズ近傍の光束の動きを説明するための
スクリーン断面を示すものである。温度変化などにより
フレネルレンズが伸縮した場合、フレネルレンズの境界
位置が移動するので、従来のスクリーンでは、投写画像
が隣接するフレネルレンズに回り込んでしまい、投写画
像間にクロストークを生じる欠点があった。例えば、図
中、Ｔで示す光は、フレネルレンズ１１ａに入射すべき
光であるが、フレネルレンズの境界位置が線Ｐから線Ｑ
に移動したため、フレネルレンズ１１ｂへ入射してしま
い、クロストークが発生している場合を示している。Ｔ
で示す光は、フレネルレンズ１１ｂにより、角度を変え
られ拡散板に対して垂直度をむしろ悪化させられて入射
されてしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図１４及び図１５に示
した複数のＣＲＴを用いた表示装置は、分割された部分
スクリーン１ａ〜１ｄに境界（目地）Ｌ１，Ｌ２ができ
てしまうという欠点があった。

【００１０】図１６に示した複数の液晶パネルを用い単
板スクリーンを用いた表示装置は、単板スクリーンの指
向性のため、斜めから投写画像を見ると複数画像の境界
（目地）が見える欠点があった。

【００１１】図１７に示した従来のスクリーンでは、投
写画像３０Ａと投写画像３０Ｂの境界における画素を切
れ目なく接続することが困難であり、投写画像に境界が
出来てしまう欠点があった。

【００１２】また、図２２に示した従来のスクリーンで
は、投写画像が隣接するフレネルレンズに回り込んでし
まい、投写画像間にクロストークを生じる欠点があっ
た。

【００１３】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、目地やクロストークのな
い大型の画像を生成することができるマルチ画像表示装
置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係るマルチ画
像表示装置は、画像の一部を構成する部分画像を生成す
る複数の投写ユニットと、上記複数の投写ユニットから
生成された部分画像を合成して表示するスクリーンとを
備えたマルチ画像表示装置において、上記スクリーン
は、複数の投写ユニットに対応して設けられた複数の部
分フレネルレンズと、拡散素材を含んだ１枚の拡散板と
で構成され、上記複数の部分フレネルレンズと、拡散板
との間に一定長のスペースを設けたことを特徴とする。

【００１５】上記複数の部分フレネルレンズと拡散板の
間に、１枚の透明スペーサを設けたことを特徴とする。

【００１６】上記透明スペーサと、拡散板とを一体化し
たことを特徴とする。

【００１７】上記複数の部分フレネルレンズを一体化し
たことを特徴とする。

【００１８】上記複数の部分フレネルレンズと、透明ス
ペーサと、拡散板とを一体化したことを特徴とする。

【００１９】上記複数の部分フレネルレンズ、透明スペ
ーサ、拡散板のすべて、もしくは一部に反射防止膜を施
したことを特徴とする。

【００２０】上記一体化したフレネルレンズの各辺の中
心で一体化したフレネルレンズを固定することを特徴と
する。

【００２１】上記複数の投写ユニットから生成された複
数の画像がそれぞれ対応するフレネルレンズにしか入ら
ないように、上記スペースの長さを設定することを特徴
とする。

【００２２】上記投写ユニットに、複数軸方向への調整
機構を設けたことを特徴とする。

【００２３】上記調整機構は、投写ユニットの光軸と、
投写ユニットと対応する部分フレネルレンズの光軸とが
一致するように、投写ユニットの光軸を制御することを
特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、この発明のマルチ画像表
示装置の一例を示す前面から見たときの斜視図であり、
図２は背面から見たときの斜視図である。図１，図２に
おいては、内部構造を表示するためにスクリーン１を取
り外した状態を示している。実際に画像が表示される場
合は、スクリーン１は、マルチ画像表示装置１００の前
面全体を覆う。図１，図２に示す例においては、投写ユ
ニット２０が４×４の配列で配置され、投写ユニット２
０がキャビネット１０１に調整ステージ１５０によりそ
れぞれ配置されている。投写ユニット２０は、制御ユニ
ット１６０から画像信号を入力する。投写ユニット２０
からの画像は、反射鏡４０を介してスクリーン１の背後
から投写される。また、この例では、図示はしていない
ランプボックスに設けられた光源から光ファイバ４１に
より、投写ユニットへの照明光を供給している。

【００２５】図３は、この発明に係わるスクリーン１の
一例を示したものである。投写ユニット２０ａ，２０ｂ
には、照明光学部２１ａ，２１ｂ、液晶パネル２２ａ，
２２ｂ、投写レンズ２３ａ，２３ｂが設けられている。
照明光学部２１ａ，２１ｂは、液晶パネルを照明するた
めのものであり、投写レンズ２３ａ，２３ｂは、液晶パ
ネルからの画像を射出瞳２４ａ，２４ｂを介して、スク
リーン１に投写するレンズである。スクリーン１は、複
数の部分フレネルレンズ（単にフレネルレンズともい
う）１１ａ，１１ｂ、透明スペーサ１２及び拡散板１３
から構成されている。フレネルレンズ１１ａ，１１ｂの
焦点位置は、投写レンズ２３ａ，２３ｂの射出瞳２４
ａ，２４ｂ近傍にあるものとする。投写レンズ２３ａ，
２３ｂからの投写画像は、ほぼ射出瞳２４ａ，２４ｂか
ら発散光束として射出されるものとしてよい。射出瞳２
４ａ，２４ｂからの発散光束は、フレネルレンズ１１
ａ，１１ｂに入射することにより、略平行光束に変換さ
れて透明スペーサ１２を通り、拡散板上で結像する。

【００２６】図４は、この発明に係わるスクリーン１の
構成における透明スペーサ１２の作用効果を説明するた
めのものである。フレネルレンズ１１ａ，１１ｂと拡散
板１３の間に透明スペーサ１２を設けることにより、フ
レネルレンズ１１ａ，１１ｂに入射する投写画像を形成
する最外光束Ｆ，Ｇが、複数の画像を形成するために設
けられた複数のフレネルレンズ１１ａ，１１ｂの隣接す
る境界ぎりぎりに入射することなく、最外光束Ｆ，Ｇを
拡散板１３の連続した位置に導くことが可能になる。最
外光束Ｆ，Ｇは、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂに幅Ｗ
をもって入射する。フレネルレンズ１１ａ，１１ｂは、
最外光束Ｆ，Ｇを略平行光束に変換するが、この実施の
形態では、完全な平行光束を利用するのではなく、矢印
で示した光Ｆ１，Ｇ１に示すように、完全に平行光束に
変換されていない光を利用する。光Ｆ１，Ｇ１は、幅Ｕ
をもってフレネルレンズ１１ａ，１１ｂから出力され
る。フレネルレンズ１１ａ，１１ｂから出力された光Ｆ
２，Ｇ２は、同様に完全な平行光束ではなく、互いに近
づく方向に出射される。拡散板１３に照射された光Ｆ２
及びＧ２は、幅Ｖを持つことになる。この幅Ｖが画素を
表示するピッチと同じであれば、画像を連続的に表示す
ることができる。透明スペーサ１２は、光Ｆ２，Ｇ２を
幅Ｖにするためのものである。即ち、透明スペーサ１２
の厚さＤを変更することにより、幅Ｖを調整することが
できる。透明スペーサ１２は、フレネルレンズ１１ａ，
１１ｂの出射幅Ｕを拡散板１３に表示する画素幅Ｖに変
換するものである。透明スペーサ１２の厚さＤを調整す
ることにより、幅Ｕから幅Ｖへの変換率を調整できる。
結果として、最外光束Ｆ，Ｇが入射する幅Ｗを調整する
ことができる。即ち、透明スペーサ１２を設けることに
より、最外光束Ｆ，Ｇの照射位置をフレネルレンズ１１
ａ，１１ｂの境界ぎりぎりに入射する必要はない。この
ように、透明スペーサ１２を設けることにより、フレネ
ルレンズ１１ａ，１１ｂの出射面と拡散板との間に画像
形成の余裕ができる。また、最外光束Ｆ，Ｇをフレネル
レンズ１１ａ，１１ｂの境界ぎりぎりに入射することが
なく、フレネルレンズの接合部から生ずる目地をなくす
ことができる。そして、投写ユニット２０ａ，２０ｂ及
び投写レンズ２３ａ，２３ｂの位置を調整することによ
り、隣接する投写画像間の位置が容易に調整可能とな
る。

【００２７】フレネルレンズ１１ａ，１１ｂは、発散光
束を略平行光束に変換するレンズであるが、この実施の
形態においては、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂが発散
光束を平行光束に完全に変換できない、或いは、変換し
ないことを積極的に利用している点が特徴である。図４
に示す光Ｆ１，Ｇ１は、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂ
において、平行光束に変換されなかった、或いは、変換
しなかった発散光束である。このように、完全な平行光
束に変換されない、或いは、変換しない光を用いて連続
した画素を表示するために、透明スペーサ１２を設けて
いる。フレネルレンズ１１ａ及び１１ｂの間には、接着
剤や接合剤が存在している。また、フレネルレンズ１１
ａ及び１１ｂの製造精度が高くない場合には、フレネル
レンズ１１ａと１１ｂの間にスペースが生じてしまう場
合がある。即ち、フレネルレンズ１１ａと１１ｂの境界
部分は、フレネルレンズとしての機能を果たさない部分
と考え、できるだけフレネルレンズ１１ａと１１ｂの境
界部分を利用しないようにすることが望ましい。また、
フレネルレンズ１１ａ，１１ｂの境界ぎりぎりに光を入
射させるためには、投写ユニット及び投写レンズの位置
を正確に調整する必要がある。この実施の形態において
は、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂの境界部を利用せず
に、画像を連続してスクリーンに表示することができ
る。

【００２８】この実施の形態では、前述したように、平
行光束に変換されない光を積極的に利用するものである
から、この実施の形態のフレネルレンズ１１ａ，１１ｂ
は、境界部分に入射した光を平行光束に変換するより
も、むしろ平行光束に変換せず、図４に示した光Ｆ１及
びＧ１のように、平行でない光に変換するほうが望まし
い。この実施の形態のフレネルレンズ１１ａ，１１ｂ
は、このように、予め製造されていても構わない。即
ち、この実施の形態のフレネルレンズ１１ａ，１１ｂ
は、周辺部に入射した光を平行光束に変換するのではな
く、光路を単に変更するように製造されているものでも
よい。或いは、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂを従来と
同様に、発散光束を平行光束に変換するものとして製造
して置き、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂの焦点位置よ
りも、投写レンズ２３ａ，２３ｂの射出瞳２４ａ，２４
ｂをフレネルレンズ１１ａ，１１ｂ側に近づけた位置に
置いてもよい。フレネルレンズ１１ａ，１１ｂの焦点位
置よりも、投写レンズ２３ａ，２３ｂの射出瞳２４ａ，
２４ｂがフレネルレンズ１１ａ，１１ｂの近くにある場
合、射出瞳２４ａ，２４ｂから出射された発散光束は、
フレネルレンズ１１ａ，１１ｂにより発散角度を弱めら
れた光束に変換される。従って、図４に示すように、最
外光束Ｆ，Ｇは、光路を多少変更された発散光束のま
ま、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂから出射されること
になり、前述した実施の形態と同様の作用効果を有す
る。

【００２９】図５は、この発明に係わる投写画像の一例
を示したものである。この例では、４×４の画像中央部
の２×２の部分を示している。透明スペーサ１２を設け
ることにより、投写画像１から投写画像４のそれぞれ隣
接する画像を形成する画素を同じピッチで連続的に接続
することができる。

【００３０】図６は、この発明に係わるスクリーンの他
の例を示す図である。図６に示す構成と図４に示す構成
において異なる点は、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂと
拡散板１３との間隙を取るため、透明スペーサ１２を挿
入する代わりにスペース（空間）を設けた点である。こ
のスペースを設けることにより、フレネルレンズに入射
する投写画像を形成する最外光束を、複数の画像を形成
するために設けられた複数のフレネルレンズ１１ａ，１
１ｂの隣接する境界ぎりぎりに入射させることなく、拡
散板１３の連続した位置に導くことが可能になる。

【００３１】図７は、この発明に係わるスクリーンの他
の例を示す図である。図７に示す構成と図４に示す構成
において異なる点は、透明スペーサ１２と拡散板１３を
一体化した拡散板１５とした点である。透明スペーサと
拡散板を、例えば、アクリルにより製造することができ
る。透明のアクリルに対して拡散剤を混入した拡散部分
と、透明のままの透明部分１５ａを形成することによ
り、透明スペーサと拡散板を一体化して製造することが
できる。このように、拡散板１５の入射側に透明部分１
５ａを設けることにより、フレネルレンズに入射する投
写画像を形成する最外光束を、複数の画像を形成するた
めに設けられた複数のフレネルレンズ１１ａ，１１ｂの
隣接する境界ぎりぎりに入射させることなく、拡散板１
３の連続した位置に導くことが可能になる。

【００３２】図８は、この発明のスクリーンの他の例を
示す図である。図８に示す構成と図７に示す構成におい
て異なる点は、透明部分１５ａを設けた拡散板１５の透
明部分１５ａにフレネルレンズ１１ａ，１１ｂを一体化
した点である。このように、拡散板１５の入射側に透明
部分１５ａを設けることにより、フレネルレンズに入射
する投写画像を形成する最外光束を、複数の画像を形成
するために設けられた複数のフレネルレンズ１１ａ，１
１ｂの隣接する境界ぎりぎりに入射させることなく、拡
散板の連続した位置に導くことが可能になる。また、フ
レネルレンズ、透明スペーサ及び拡散板を一体化するこ
とにより、フレネルレンズと透明スペーサとの界面、透
明スペーサと拡散板との界面の２界面をなくすことがで
き、これら界面で生じる反射をなくすことができる。ま
た、一体化することにより、部品点数を減じることがで
きるので、スクリーンを安価にすることができる。

【００３３】以上のスクリーンを構成するフレネルレン
ズ、透明スペーサ及び拡散板それぞれの両面（計６ヶ
所）に反射防止膜を施すことにより、よりコントラスト
が良く、光量損の少ない投写画像を得ることができる。
また、スクリーン両側２ヶ所、又は／及び、フレネルレ
ンズ、透明スペーサ及び拡散板の境界２ヶ所に反射防止
膜を施すようにしてもよい。或いは、いずれか１ヶ所に
反射防止膜を施すようにしてもよい。

【００３４】図９は、この発明の複数フレネルレンズの
例を示す図である。図１０は、この発明の１次元フレネ
ルレンズアレイの製造例を示す図である。フレネルレン
ズは通常、金型を用いて製作される。例えば、金型を用
いてプラスチックスのプレス加工、液状プラスチックの
紫外線硬化などで製作する。１つのフレネルレンズの形
状が同心円の鋸歯状であるので、金型からフレネルレン
ズを外す場合には、フレネルレンズの周囲からはがさな
ければならない。この発明に係わる複数フレネルレンズ
では、図１０に示すように、横方向に金型を連結し、一
体で製作された短冊状の１次元フレネルレンズアレイを
製造する。そして、一体で製作された短冊状の１次元フ
レネルレンズアレイを接着により、２次元アレイとす
る。フレネルレンズを金型から外す場合には、図１０に
示すように、矢印Ｈの方向に力を加えて引きはがす。も
し、矢印Ｉの方向に力を加えて、フレネルレンズを金型
から引きはがす場合には、鋸歯状の領域Ｓにおいては、
きれいに引きはがすことができるが、鋸歯状Ｒの部分に
おいては、引きはがすことができず、鋸歯を損傷してし
まう場合がある。従って、２次元に配列された金型を用
いて、２次元に配列されたフレネルレンズを一度に製造
する場合には、フレネルレンズを型から外すことができ
なくなってしまう。この実施の形態においては、図１０
に示すように、１次元方向に金型を連結しているため、
矢印Ｈの方向に力を加えることにより、フレネルレンズ
を金型から外すことができる。また、フレネルレンズを
横方向に一体成形し、その後、縦方向に接着して２次元
アレイとする理由は、目の視覚特性から縦方向に接着面
があるよりも、横方向にある方が継ぎ目が見えにくく、
目地の小さなマルチ画像表示装置とすることができるか
らである。

【００３５】図１１は、この発明のフレネルレンズの固
定法を示したものである。複数の投写ユニットに対応し
て設けられた複数の部分フレネルレンズを一体化したと
き、一体化したフレネルレンズの中心を通る直交する２
本の基準線Ｃ１，Ｃ２上で、一体化したフレネルレンズ
を固定するようにしたものである。即ち、一体化したフ
レネルレンズの各辺の中心で一体化したフレネルレンズ
を固定するようにしたものである。一体化したフレネル
レンズには、とって１０３が設けられており、とって１
０３に対してキャビネット１０１から基準線Ｃ１及びＣ
２に沿って、軸１０４が係合している。図１２は、一体
化したフレネルレンズを基準線Ｃ１，Ｃ２上で固定する
ようにした場合のフレネルレンズの伸縮状態を示す図で
ある。このように、フレネルレンズを固定することによ
り、温度変化などでフレネルレンズが伸縮しても、２本
の直交する基準線を確保することができるので、中心部
分における投写画像の位置は変化しない。周辺部分のフ
レネルレンズの中心位置は温度変化により移動し、対応
する投写ユニット光軸とずれを生じ、投写ユニットから
の投写画像は、フレネルレンズに対して斜め入射になる
が、その角度は、一体化したフレネルレンズの周辺部分
に基準線がある場合に比べて小さく、拡散板に投写され
る画像の位置変化は無視できる。例えば、フレネルレン
ズの焦点距離を２６０ｍｍ、温度変化を２０度とする
と、投写角度の変化は３．７ｍｒａｄであり、透明スペ
ーサの厚さを１ｍｍとすると、投写画像の移動量は３．
７μｍにしかならない。この投写画像の移動量が、図４
に示した最外光束Ｆ，Ｇの間隔Ｗの１／２以下である場
合には、例えば、最外光束Ｆがフレネルレンズ１１ｂに
入射されることはない。或いは、最外光束Ｇがフレネル
レンズ１１ａに入射されることはない。即ち、クロスト
ークが発生しない。この発明では、フレネルレンズと拡
散板の間に透明スペーサが挿入されているので、最外光
束Ｆ，Ｇをフレネルレンズの境界ぎりぎりに照射する必
要がなく、温度変化などでフレネルレンズが伸縮して
も、最外光束Ｆ，Ｇがフレネルレンズの境界ぎりぎりに
照射されていないので、投写画像が隣接するフレネルレ
ンズに回り込まない。また、このように、一体化したフ
レネルレンズを各辺の中心で固定することにより、温度
が変化しても変化量が半減するので、目地のないマルチ
画像表示が得られる。

【００３６】図１３は、この発明の投写ユニットの調整
機構を示すものである。投写ユニットは、キャビネット
１０１に取りつけられた、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸それぞれで
独立に可動できる調整ステージ１５０、取りつけアーム
１５１及び取りつけアームに付けられたゴニオステージ
１５２を介して取りつけられている。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸
それぞれで独立に可動できる調整ステージ１５０は、投
写ユニットからの投写画像をスクリーン１の面に対し
て、Ｘ，Ｙ方向に平行移動させるとともに、Ｚ方向に前
後に移動させることにより、投写画像の寸法を所定の大
きさにするためのものである。ゴニオステージ１５２
は、投写ユニットからの投写画像を投写ユニットの光軸
Ｌに対してθ方向に回転させるとともに、光軸Ｌに垂直
な軸Ｍに対して投写画像をψ方向に回転する機能を有す
る。この５軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｌ，Ｍを調整することによ
り、スクリーン１に投写された複数の画像を目地なしに
連結することができる。

【００３７】さらに、調整ステージ１５０及びゴニオス
テージ１５２は、隣接する投写画像の境界をセンスする
センサー（図示せず）からの信号によって、温度変化に
よりフレネルレンズの位置が移動したとき、常に投写ユ
ニットの光軸と対応するフレネルレンズの光軸が一致す
るように制御されている。このように、投写ユニットに
対しフィードバック制御をかけることにより、温度変化
によりフレネルレンズの位置が移動したときでも、隣接
画像の境界で目地を発生することはなく、連続したマル
チ画像が得られる。

【００３８】上記実施の形態においては、液晶パネル２
２ａが投写ユニットの内部に１つだけ配置されている場
合を説明したが、１つの投写ユニットの内部に複数の液
晶パネルが配置されている場合でも構わない。例えば、
赤色，青色，緑色のためにそれぞれ液晶パネルが配置さ
れ、それらを合成して画像を生成する投写ユニットの場
合でも構わない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のマルチ画像表示装置の一例を示す
前面から見たときの斜視図である。

【図２】 この発明のマルチ画像表示装置の一例を示す
背面から見たときの斜視図である。

【図３】 この発明のスクリーンの一例を示す図であ
る。

【図４】 この発明に係わるスクリーン１の構成におけ
る透明スペーサ１２の作用効果を説明するための図であ
る。

【図５】 この発明に係わる投写画像の一例を示す図で
ある。

【図６】 この発明に係わるスクリーンの他の例を示す
図である。

【図７】 この発明に係わるスクリーンの他の例を示す
図である。

【図８】 この発明に係わるスクリーンの他の例を示す
図である。

【図９】 この発明の複数フレネルレンズの例を示す図
である。

【図１０】 この発明の１次元フレネルレンズアレイの
製造例を示す図である。

【図１１】 この発明のフレネルレンズの固定法を示す
図である。

【図１２】 この発明のフレネルレンズの固定法を用い
た場合のフレネルレンズの伸縮を示す図である。

【図１３】 この発明の投写ユニットの調整機構を示す
図である。

【図１４】 従来のＣＲＴを用いた画像表示装置を示す
図である。

【図１５】 従来のＣＲＴを用いたマルチ画像表示装置
を示す図である。

【図１６】 従来の液晶を用いたマルチ画像表示装置を
示す図である。

【図１７】 従来のスクリーンを示す図である。

【図１８】 フレネルレンズの作用を説明する図であ
る。

【図１９】 フレネルレンズの作用を説明する図であ
る。

【図２０】 フレネルレンズを用いた場合の動作を説明
する図である。

【図２１】 従来の投写画像の一例を示す図である。

【図２２】 温度変化などによりフレネルレンズが伸縮
した場合のフレネルレンズを正面から見た図である。

【図２３】 温度変化などによりフレネルレンズが伸縮
した場合の隣接するフレネルレンズ近傍の光束の動きを
説明するためのスクリーン断面を示す図である。

【符号の説明】

１ スクリーン、１１ フレネルレンズ、１２ 透明ス
ペーサ、１３ 拡散板、１４ スペース、１５ スペー
サ一体拡散板、２０ 投写ユニット、２１ 照明光学
部、２２ 液晶パネル、２３ 投写レンズ、２４ 射出
瞳、１００ マルチ画像表示装置、１０１ キャビネッ
ト、１５０ 調整ステージ、１５１ 取りつけアーム、
１５２ ゴニオステージ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像の一部を構成する部分画像を生成す
   る複数の投写ユニットと、上記複数の投写ユニットから
   生成された部分画像を合成して表示するスクリーンとを
   備えたマルチ画像表示装置において、上記スクリーン
   は、複数の投写ユニットに対応して設けられた複数の部
   分フレネルレンズと、拡散素材を含んだ１枚の拡散板と
   で構成され、上記複数の部分フレネルレンズと、拡散板
   との間に一定長のスペースを設けたことを特徴とするマ
   ルチ画像表示装置。
2. 【請求項２】 上記複数の部分フレネルレンズと拡散板
   の間に、１枚の透明スペーサを設けたことを特徴とする
   請求項１記載のマルチ画像表示装置。
3. 【請求項３】 上記透明スペーサと、拡散板とを一体化
   したことを特徴とする請求項２記載のマルチ画像表示装
   置。
4. 【請求項４】 上記複数の部分フレネルレンズを一体化
   したことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の
   マルチ画像表示装置。
5. 【請求項５】 上記複数の部分フレネルレンズと、透明
   スペーサと、拡散板とを一体化したことを特徴とする請
   求項２から４いずれかに記載のマルチ画像表示装置。
6. 【請求項６】 上記複数の部分フレネルレンズ、透明ス
   ペーサ、拡散板のすべて、もしくは一部に反射防止膜を
   施したことを特徴とする請求項２から５いずれかに記載
   のマルチ画像表示装置。
7. 【請求項７】 上記一体化したフレネルレンズの各辺の
   中心で一体化したフレネルレンズを固定することを特徴
   とする請求項４記載のマルチ画像表示装置。
8. 【請求項８】 上記複数の投写ユニットから生成された
   複数の画像がそれぞれ対応するフレネルレンズにしか入
   らないように、上記スペースの長さを設定することを特
   徴とする請求項１から７いずれかに記載のマルチ画像表
   示装置。
9. 【請求項９】 上記投写ユニットに、複数軸方向への調
   整機構を設けたことを特徴とする請求項１記載のマルチ
   画像表示装置。
10. 【請求項１０】 上記調整機構は、投写ユニットの光軸
    と、投写ユニットと対応する部分フレネルレンズの光軸
    とが一致するように、投写ユニットの光軸を制御するこ
    とを特徴とする請求項９記載のマルチ画像表示装置。