CN101067711B - 液晶投影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种即使进行光学补偿片倾斜角度的调整和偏振片旋转角度的调整也不会导致偏振片的垂直于光轴的姿势发生变化的液晶投影装置。在本发明的液晶投影装置中，各影象生成单元的偏振片和光学补偿片由合体框架(9)保持并被设置在支承基座上，该合体框架(9)包括对偏振片进行保持的偏振片用框架(90)、以及对光学补偿片进行保持的补偿片用框架(91)，偏振片用框架(90)经由使偏振片绕光轴旋转的旋转调整机构(92)而被支承在支承基座上，补偿片用框架(91)经由倾斜调整机构(93)被支承在偏振片用框架(90)上，所述倾斜调整机构(93)使光学补偿片绕垂直于光轴且彼此垂直的两个轴旋转而使光学补偿片倾斜。

Description

液晶投影装置
技术领域
本发明涉及将来自光源的光引导到光学系统中生成影象并放大投射到前方的屏幕上的液晶投影装置。
背景技术
在液晶投影装置中，生成3原色影象光的3个影象生成单元分别通过依次重叠出射侧偏振片、预偏振片、液晶面板、光学补偿片以及入射侧偏振片而构成。
为了对彩色影象光的白色和黑色的对比度进行调整，如图15所示，光学补偿片(57)和入射侧偏振片(58)由转动部件(40)保持，该转动部件(40)能相对于光轴自由调整倾斜角度，并且可在垂直于光轴的面内自由调整旋转角度。
转动部件(40)通过辅助部件(42)安装在固定部件(34)上。辅助部件(42)上开设有在垂直于光轴的方向上延伸的长孔(36)，通过将螺纹件(35)旋入该长孔(36)中而将辅助部件(42)安装在固定部件(34)上。此外，转动部件(40)上开设有在平行于光轴的方向上延伸的一对长孔(41、41)，通过将一对螺纹件(43、43)旋入该一对长孔(41、41)中而将转动部件(40)安装在辅助部件(42)上。
在对被保持在转动部件(40)上的入射侧偏振片(58)的转动角度进行调整时，将把辅助部件(42)安装在固定部件(34)上的螺纹件(35)松开，使辅助部件(42)沿着长孔(36)滑动。由此，入射侧偏振片(58)旋转而进行所谓的黑度调整。
此外，在对被保持在转动部件(40)上的光学补偿片(57)的倾斜角度进行调整时，将把转动部件(40)安装在辅助部件(42)上的其中一个螺纹件(43)松开，使转动部件(40)沿着该其中一个长孔(41)滑动(例如参照专利文献1)。由此，光学补偿片(57)的倾斜角度改变而进行所谓色相不均的修正。
[专利文献1]特开2006-39087号公报(G02F 1/13363)
然而，现有的液晶投影装置存在着这样的问题，即，由于采用了入射侧偏振片(58)与光学补偿片(57)一体地移动的结构，所以在对入射侧偏振片(58)的旋转角度进行调整之后，对光学补偿片(57)的倾斜角度进行调整时入射侧偏振片(58)也同时发生倾斜，而该入射侧偏振片(58)的倾斜将导致彩色影象的画质变差。
发明内容
为此，本发明的目的是，提供一种即使进行光学补偿片的倾斜角度调整和偏振片的旋转角度调整，偏振片的垂直于光轴的姿势也不会发生变化的液晶投影装置。
本发明的液晶投影装置，具有生成彩色影象光的光学装置(3)、以及将由光学装置(3)生成的彩色影象光朝向屏幕投射的投射透镜(20)，上述光学装置(3)具有生成3原色影象光的3个影象生成单元(50、60、70)、以及将由该3个影象生成单元(50、60、70)生成的3原色影象光合成为彩色影象光的颜色合成棱镜(30)。上述3个影象生成单元(50、60、70)分别通过在光轴上配置液晶面板和偏振片、并在液晶面板和偏振片之间设置对由该液晶面板产生的光的双折射进行补偿的光学补偿片而构成。
各影象生成单元的偏振片和光学补偿片由合体框架(9)保持并被设置在支承基座(8)上，该合体框架(9)包括对偏振片进行保持的偏振片用框架(90)、以及对光学补偿片进行保持的补偿片用框架(91)，偏振片用框架(90)经由使偏振片绕光轴旋转的旋转调整机构(92)而被支承在上述支承基座(8)上，补偿片用框架(91)经由倾斜调整机构(93)被支承在偏振片用框架(90)上，所述倾斜调整机构(93)使光学补偿片绕垂直于光轴且彼此垂直的两个轴旋转而使光学补偿片倾斜。
根据上述本发明的液晶投影装置，通过对旋转调整机构(92)进行操作，合体框架(9)整体以光轴为中心旋转，保持在偏振片用框架(90)上的偏振片和保持在补偿片用框架(91)上的光学补偿片分别以光轴为中心同时旋转。通过该偏振片的旋转进行黑度调整。这里，虽然光学补偿片也旋转，但不会因此而导致色相不均的调整状态发生偏移。
进行黑度调整后，通过对倾斜调整机构(93)进行操作，在偏振片用框架(90)保持静止的状态下，补偿片用框架(91)绕上述两个轴旋转，保持在该补偿片用框架(91)上的光学补偿片绕上述两个轴旋转，从而倾斜角度变化。通过该光学补偿片倾斜角度的调整，进行色相不均的修正。这里，偏振片保持静止，不会与光学补偿片一起倾斜，所以不会导致黑度调整状态发生偏移和画质降低。
具体的方案是，上述各影象生成单元的旋转调整机构(92)具有：圆弧形引导面(80)，形成在上述支承基座(8)上，并具有与各影象生成单元的光轴平行的中心轴；圆弧形滑动片(94)，突出地设置在偏振片用框架(90)上，能够在上述圆弧形引导面(80)上滑动；和固定机构，将圆弧形滑动片(94)相对于圆弧形引导面(80)固定。
根据该具体方案，当对合体框架(9)施加绕光轴的旋转力时，圆弧形滑动片(94)沿着圆弧形引导面(80)滑动，合体框架(9)绕平行于光轴的中心轴进行的旋转受到引导。其结果，偏振片和光学补偿片将以光轴为中心进行准确的旋转。旋转角度调整之后，如果利用固定机构将圆弧形滑动片(94)相对于圆弧形引导面(80)固定，则偏振片用框架(90)不能移动，偏振片的旋转角度维持调整后的状态。
此外，具体的方案是，上述各影象生成单元的倾斜调整机构(93)具有：突出地设置在偏振片用框架(90)的一个端部上的支承销(96)、凹设在补偿片用框架(91)的一个端部上并且上述支承销(96)有余量地与其卡合的缺口(97)、突出地设置在偏振片用框架(90)的另一个端部上的两根卡合销(98、98)、开设在补偿片用框架(91)的另一个端部上并且上述卡合销(98、98)贯通其中的两个卡合孔(99、99)、以及将补偿片用框架(91)相对于偏振片用框架(90)固定的固定机构，上述卡合销(98)具有：长度大于补偿片用框架(91)的板厚的细轴部(87)、以及突出地设置在该细轴部(87)的末端的粗轴部(88)，上述卡合孔(99)的大小设计成，上述卡合销(98)的细轴部(87)有余量地贯通其中。
根据该具体方案，通过对补偿片用框架(91)施加绕上述两个轴中的第1轴的力，作为补偿片用框架(91)，在卡合孔(99)相对于卡合销(98)的细轴部(87)所具有的轴向游隙的范围内，两个卡合孔(99、99)分别沿着细轴部(87、87)向同一方向移动，由此，补偿片用框架(91)将以支承销(96)为中心绕第1轴旋转，光学补偿片的倾斜角度变化。
而通过对补偿片用框架(91)施加绕上述两个轴中的第2轴的力，作为补偿片用框架(91)，在卡合孔(99)相对于卡合销(98)的细轴部(87)所具有的轴向游隙的范围内，两个卡合孔(99、99)沿着细轴部(87、87)向彼此相反的方向移动，因此，补偿片用框架(91)将以支承销(96)为中心绕第2轴旋转，光学补偿片的倾斜角度变化。
进行倾斜角度调整之后，若通过固定机构将补偿片用框架(91)相对于偏振片用框架(90)固定，则补偿片用框架(91)不能移动，光学补偿片的倾斜角度维持调整后的状态。
根据本发明的液晶投影装置，不会因偏振片旋转角度的调整和光学补偿片倾斜角度的调整而导致偏振片的垂直于光轴的姿势发生变化，因而可得到高画质的彩色影象。
附图说明
图1是本发明所涉及的液晶投影装置的整体立体图。
图2是该液晶投影装置的后视图。
图3是展示该液晶投影装置所配备的灯单元和光学单元的配置的俯视图。
图4是展示该液晶投影装置所配备的灯单元和光学单元的结构的俯视图。
图5是光学装置的固定部分的俯视图。
图6是安装了合体框架的光学装置的俯视图。
图7是光学装置的俯视图。
图8是合体保持器的从侧面观察时的立体图。
图9是合体保持器的从上方观察时的立体图。
图10是合体保持器的分解立体图。
图11是支承在基座上的合体框架的俯视图。
图12是对利用旋转调整机构进行的旋转角度调整进行说明的主视图。
图13是对利用倾斜调整机构进行的左右方向的倾斜角度调整进行说明的俯视图。
图14是对利用倾斜调整机构进行的前后方向的倾斜角度调整进行说明的俯视图。
图15是现有的调整机构的分解立体图。
附图标记的说明
(3)光学装置
(50)红色影象生成单元
(51)出射侧偏振片
(52)预偏振片
(53)液晶面板
(54)光学补偿片
(55)入射侧偏振片
(60)绿色影象生成单元
(70)蓝色影象生成单元
(8)基座
(80)圆弧形部
(81)突起部
(87)细轴部
(88)粗轴部
(9)合体框架
(90)偏振片用框架
(91)补偿片用框架
(92)旋转调整机构
(93)倾斜调整机构
(94)圆弧形滑动片
(95)螺钉
(97)支承销
(98)卡合销
(99)卡合孔
(100)螺钉
具体实施方式
下面，就本发明的实施方式结合附图进行具体说明。
本发明的液晶投影装置如图1所示，具有由下半外壳(11)和上半外壳(12)构成的扁平的外壳(1)，该外壳(1)的前面板(13)上开设有投射窗(14)，并且如图2所示，后面板(17)上开设有从内装的灯单元中排出的热风用的排气孔(15)。
在外壳(1)的内部，如图3所示，具有用来生成影象光的光学单元(2)、以及作为光学单元(2)的光源的灯单元(4)。
光学单元
如图4所示，在光学单元(2)中，从灯单元(4)入射到第1场反射镜(21)上的白色光，被第1场反射镜(21)反射而入射到第1分色镜(22)上。在第1分色镜(22)处，红色光和绿色光被反射，只有蓝色光从第1分色镜(22)通过。从第1分色镜(22)通过的蓝色光，入射到第2场反射镜(23)上，被第2场反射镜(23)反射而入射到光学装置(3)中。
此外，被第1分色镜(22)反射的红色光和绿色光入射到第2分色镜(27)上。在第2分色镜(27)处，绿色光被反射，被第2分色镜(27)反射的绿色光入射到光学装置(3)中。
此外，入射到第2分色镜(27)上的红色光从第2分色镜(27)通过，被第3场反射镜(26)和第4场反射镜(25)反射而入射到光学装置(3)中。
光学装置
如图7所示，光学装置(3)具有颜色合成棱镜(30)、设置在颜色合成棱镜(30)周围的红色影象生成单元(50)、绿色影象生成单元(60)以及蓝色影象生成单元(70)。
在红色影象生成单元(50)、绿色影象生成单元(60)以及蓝色影象生成单元(70)中，分别从颜色合成棱镜(30)侧起依次重叠设置有出射侧偏振片(51、61、71)、预偏振片(52、62、72)、液晶面板(53、63、73)、光学补偿片(54、64、74)以及入射侧偏振片(55、65、75)。
入射到光学装置(3)中的蓝色光透过蓝色影象生成单元(70)的入射侧偏振片(75)、光学补偿片(74)、液晶面板(73)、预偏振片(72)以及出射侧偏振片(71)而成为蓝色影象光，并被引导到颜色合成棱镜(30)。
此外，入射到光学装置(3)中的绿色光透过绿色影象生成单元(60)的入射侧偏振片(65)、光学补偿片(64)、液晶面板(63)、预偏振片(62)以及出射侧偏振片(61)而成为绿色影象光，并被引导到颜色合成棱镜(30)。
此外，入射到光学装置(3)中的红色光透过红色影象生成单元(50)的入射侧偏振片(55)、光学补偿片(54)、液晶面板(53)、预偏振片(52)以及出射侧偏振片(51)而成为红色影象光，并被引导到颜色合成棱镜(30)。
被引导到颜色合成棱镜(30)中的3色影象光被颜色合成棱镜(30)合成，由此而得到的彩色影象光经投射透镜(20)被放大投射到前方的屏幕上。
这里，构成红色影象生成单元(50)、绿色影象生成单元(60)和蓝色影象生成单元(70)的入射侧偏振片(55、65、75)可绕光轴旋转，从而进行黑度调整，光学补偿片(54、64、74)可绕垂直于光轴且相互垂直的第1轴(水平轴)和第2轴(垂直轴)旋转而向两个方向倾斜，从而进行色相不均的修正。
图6示出了为进行上述黑度调整和色相不均的修正而在每个影象生成单元中设置的调整机构。
如图8所示，构成各影象生成单元的入射侧偏振片(55、65、75)和光学补偿片(54、64、74)由各影象生成单元的合体框架(9)保持，该合体框架(9)包括对各入射侧偏振片(55、65、75)进行保持的偏振片用框架(90)、以及对各光学补偿片(54、64、74)进行保持的补偿片用框架(91)。
偏振片用框架(90)如图12所示经由使入射偏振片绕光轴旋转的旋转调整机构(92)设置在支承基座(8)上，并且，补偿片用框架(91)如图13和图14所示经由使光学补偿片绕上述第1轴和第2轴旋转而使其向两个方向倾斜的倾斜调整机构(93)支承在偏振片用框架(90)上。下面，对旋转调整机构(92)和倾斜调整机构(93)的结构进行详细说明。
旋转调整机构(92)
如图5所示，在上述外壳(1)内的一定位置上，以将光学装置(3)包围的方式设置有合成树脂制的支承基座(8)，在该支承基座(8)上，在将光学装置(3)包围的3个位置上，设置有对各影象生成单元的合体框架(9)进行支承的圆弧形引导面(80)。各圆弧形引导面(80)形成为以平行于光轴的水平轴为中心的圆弧面。
如图10所示，在偏振片用框架(90)的上端缘上，设置有在水平方向上突出的、具有曲率与上述圆弧形引导面(80)相同的圆弧面的圆弧形滑动片(94)，该圆弧形滑动片(94)如图6所示与支承基座(8)的圆弧形引导面(80)滑动接触，对偏振片用框架(90)绕平行于光轴的水平轴的旋转进行引导。
如图9所示，圆弧形滑动片(94)上开设有在圆周方向上延伸的3个长孔形的通孔(89、89、89)，如图6所示，支承基座(8)上的两个突起部(81、81)嵌入两个通孔(89、89)中，使圆弧形滑动片(94)的滑动被限制在圆弧线上。此外，螺钉(100)贯通剩下的一个通孔(89)，其末端部被旋入到支承基座(8)中，从而能将圆弧形滑动片(94)固定在圆弧形引导面(80)上。
在上述旋转调整机构(92)中，当在将螺钉(100)松开的状态下对合体框架(9)施加绕光轴的旋转力时，圆弧形滑动片(94)将如图12所示那样沿着圆弧形引导面(80)滑动，合体框架(9)绕平行于光轴的中心轴进行的旋转得到引导。其结果，偏振片和光学补偿片将以光轴为中心准确地旋转。
进行旋转角度的调整之后，将螺钉(100)旋紧而使圆弧形滑动片(94)相对于圆弧形引导面(80)固定。其结果，偏振片用框架(90)不能移动，偏振片的旋转角度被维持在调整后的状态下。
倾斜调整机构(93)
如图10所示，在偏振片用框架(90)的下端部突出设置有支承销(96)，并且，在偏振片用框架(90)的上端部的两侧设置有两个突出的卡合销(98、98)。
另一方面，在补偿片用框架(91)的下端部，凹设有偏振片用框架(90)的支承销(96)有余量地与其卡合的缺口(97)。
在补偿片用框架(91)的上端部，开设有偏振片用框架(90)的两根卡合销(98、98)贯通的两个卡合孔(99、99)。各卡合孔(99)在以偏振片用框架(90)的支承销(96)为中心的圆弧线上延伸，通过将其一端部扩开，组装时可将卡合销(98)插入卡合孔(99)中。
如图11所示，各卡合销(98)在其末端部具有长度大于补偿片用框架(91)的板厚的细轴部(87)、以及突出地设置在该细轴部(87)的末端的粗轴部(88)。
另一方面，图10所示补偿片用框架(91)的卡合孔(99)的径向宽度形成为，大于卡合销(98)的细轴部(87)的螺纹轴部的外径且小于卡合销(98)的粗轴部(88)的外径。
在补偿片用框架(91)的上端缘形成有伸出部(84)，如图11所示，该伸出部(84)上开设有在以支承销(96)的位置为中心的圆弧线上延伸的长孔(85)。
如图9所示，螺钉(95)贯通补偿片用框架(91)的长孔(85)，其端部旋入偏振片用框架(90)的圆弧形滑动片(94)中。该长孔(85)以其径向槽宽稍大于螺钉(95)外径的方式形成。
因此，当在螺钉(95)松开的状态下对补偿片用框架(91)施加绕上述第1轴的力时，补偿片用框架(91)将如图14所示，在卡合孔(99)相对于卡合销(98)的细轴部(87)所具有的轴向游隙的范围内，两个卡合孔(99、99)分别沿着细轴部(87、87)向同一方向移动，由此，补偿片用框架(91)将以支承销(96)为中心绕第1轴(水平轴)旋转，光学补偿片的倾斜角度在前后方向上变化。
而当对补偿片用框架(91)施加绕上述第2轴的力时，补偿片用框架(91)将如图13所示，在卡合孔(99)相对于卡合销(98)的细轴部(87)所具有的轴向游隙的范围内，两个卡合孔(99、99)沿着细轴部(87、87)向彼此相反的方向移动，因此，补偿片用框架(91)将以支承销(96)为中心绕第2轴(垂直轴)旋转，光学补偿片的倾斜角度在左右方向上变化。
进行倾斜角度调整之后，将图9所示螺钉(95)旋紧，从而将补偿片用框架(91)的伸出部(84)相对于偏振片用框架(90)的圆弧形滑动片(94)固定。其结果，补偿片用框架(91)不能相对于偏振片用框架(90)移动，光学补偿片的倾斜角度被维持在调整后的状态。
根据上述本发明的液晶投影装置，在以旋转调整机构(92)进行偏振片的旋转角度调整时，虽然补偿片用框架(91)也与偏振片用框架(90)一体旋转因而光学补偿片旋转，但色相不均的调整状态不会因此而发生偏移。
此外，在以旋转调整机构(92)进行偏振片旋转角度的调整之后，以倾斜调整机构(93)进行光学补偿片倾斜角度的调整时，仅补偿片用框架(91)旋转，偏振片用框架(90)则保持被固定在支承基座(8)上的状态，因此，偏振片不会与光学补偿片一起发生倾斜，不会导致黑度调整状态的偏移和画质的降低。
此外，本发明的各部分结构并不限于上述实施方式，在权利要求书所记载的范围内还可以进行各种改变。例如，旋转调整机构(92)和倾斜调整机构(93)并不限于前面所述的机构，可以采用公知的各种机构构成。

Claims (2)

1.一种液晶投影装置，具有生成彩色影象光的光学装置(3)、以及将由光学装置(3)生成的彩色影象光朝向屏幕投射的投射透镜(20)，上述光学装置(3)具有生成3原色影象光的3个影象生成单元(50、60、70)、以及将由该3个影象生成单元(50、60、70)生成的3原色影象光合成为彩色影象光的颜色合成棱镜(30)，上述3个影象生成单元(50、60、70)分别通过在光轴上配置液晶面板和偏振片、并在液晶面板和偏振片之间设置对由该液晶面板产生的光的双折射进行补偿的光学补偿片而构成，
其特征是，各影象生成单元的偏振片和光学补偿片由合体框架(9)保持并被设置在支承基座(8)上，该合体框架(9)包括对偏振片进行保持的偏振片用框架(90)、以及对光学补偿片进行保持的补偿片用框架(91)，偏振片用框架(90)经由使偏振片绕光轴旋转的旋转调整机构(92)而被支承在上述支承基座(8)上，补偿片用框架(91)经由倾斜调整机构(93)被直接支承在偏振片用框架(90)上，上述倾斜调整机构(93)形成在偏振片用框架(90)和补偿片用框架(91)之间，使光学补偿片相对于光轴倾斜，
上述倾斜调整机构(93)具有：突出地设置在偏振片用框架(90)的一个端部上的支承销(96)、凹设在补偿片用框架(91)的一个端部上并且上述支承销(96)有余量地与其卡合的缺口(97)、突出地设置在偏振片用框架(90)的另一个端部上的两根卡合销(98、98)、开设在补偿片用框架(91)的另一个端部上并且上述卡合销(98、98)贯通其中的两个卡合孔(99、99)、以及将补偿片用框架(91)相对于偏振片用框架(90)固定的固定机构，上述卡合销(98)具有：长度大于补偿片用框架(91)的板厚的细轴部(87)、以及突出地设置在该细轴部(87)的末端的粗轴部(88)，上述卡合孔(99)的大小设计成，上述卡合销(98)的细轴部(87)有余量地贯通其中。
2.如权利要求1所述的液晶投影装置，其特征是，上述各影象生成单元的旋转调整机构(92)具有：圆弧形引导面(80)，形成在上述支承基座(8)上，并具有与各影象生成单元的光轴平行的中心轴；圆弧形滑动片(94)，突出地设置在偏振片用框架(90)上，能够在上述圆弧形引导面(80)上滑动；和固定机构，将圆弧形滑动片(94)相对于圆弧形引导面(80)固定。
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