CN101261359A - 投射型显示装置 - Google Patents

Abstract

提供一种投射型显示装置，在聚焦或变焦的调整时防止在投射图像产生影子。投射透镜单元(201)的聚焦调整如下进行，即，以投射透镜单元(201)的光轴为轴使控制杆(201a)旋转，并且使投射透镜单元(201)内的透镜的位置在光轴方向变位。该控制杆(201a)以从投射透镜单元(201)的侧方突出的方式配置，使得不遮住从光线通过窗(206)投射的投射光。

Description

投射型显示装置

技术领域

本发明涉及将显示元件上的图像放大投射到被投射面上的投射型显示装置，特别涉及适用于将显示元件上的图像作为中间像成像在投射透镜部和反射镜之间并将该中间像利用反射面进行放大投射的投射型显示装置。

背景技术

将显示元件(液晶面板等)上的图像放大投射到被投射面(屏幕等)上的投射型显示装置(以下称为“投影仪”)被商品化并广泛普及。在这种投影仪中，为了缩短屏幕和投影仪主体之间的距离，提出了采取倾斜投射的结构的投影仪，即，进行投射光学系统的广角化，并且，使投射光的行进方向相对于投射光学系统的光轴倾斜。

例如，在以下的专利文献1记载的发明中，使用大视角的广角透镜作为投射光学系统，并且，使显示元件和屏幕在相对于投射光学系统的光轴彼此相反的方向上移动，从而投射距离缩短，并且，实现无歪曲的倾斜投射。但是，在该现有发明中，需要大视角的广角透镜，因此伴随着透镜的大型化的成本的上升和投影仪主体的大型化成为问题。

相对于此，在以下的专利文献2记载的发明中，使用投射透镜单元和反射镜作为投射光学系统，使显示元件上的图像作为中间像而成像于投射透镜单元和反射镜之间，利用反射镜对该中间像进行放大投射，从而实现投射距离的缩短。根据该现有发明，利用比较小的曲面的反射镜来实现广角化，由此，能够抑制成本的上升和投影仪主体的大型化。

在这种投影仪中，通常在投射透镜单元中进行聚焦调整或变焦调整。例如，如专利文献3以及专利文献4所示那样，设置用户进行操作的操作部，对该操作部进行操作，由此，使投射透镜单元内的透镜的位置在光轴方向变位，由此，进行聚焦或变焦的调整。

专利文献1特开平05-100312号公报

专利文献2特开2004-258620号公报

专利文献3特开2002-228910号公报

专利文献4特开2003-215702号公报

但是，如专利文献2所述的发明，在利用反射镜反射来自投射透镜单元的光的投影仪的情况下，利用反射镜折回到投射透镜单元侧的光通过投影仪主体的附近。因此，由于配置调整聚焦或变焦用的操作部，操作部本身会挡住光路，或者对操作部进行操作的用户的手指会挡住光路，有可能在投射图像上产生影子。

发明内容

本发明是为了解决这样的课题而进行的，提供一种投射型显示装置，在聚焦或变焦的调整时，防止在投射图像上产生影子。

鉴于上述课题，本发明具有如下特征。

技术方案1的发明中的投射型显示装置，具有：投射透镜部，入射由光调制元件进行调制后的光；反射镜部，反射从该投射透镜部出射的光，折回到所述投射透镜部侧，使其朝向被投射面，其特征在于，具有用于使所述投射透镜部内的透镜变位的操作部，将所述操作部配置在不遮挡被所述反射镜部折回并通过配置在主体机壳上的投射口之后的所述光的光路的区域。

并且，所述操作部以光学方式调整被投射面上的投射图像的状态，例如用于进行聚焦调整或变焦调整。

技术方案2的发明如技术方案1所述的投射型显示装置，其特征在于，所述操作部配置在所述主体机壳上的侧面区域的、从所述投射口侧观察所述主体机壳时被通过所述投射口之后的所述光的光路占据的所述投射口侧的侧面区域以外的侧面区域。

技术方案3的发明如技术方案2所述的投射型显示装置，其特征在于，所述操作部从所述投射口侧观察，从左侧或者右侧的所述主体机壳的侧面露出在外部。

技术方案4的发明如技术方案3所述的投射型显示装置，其特征在于，所述操作部包括用户进行操作时所接触的旋钮部，在所述左侧或者右侧的所述主体机壳的侧面，设置与该侧面相比凹入的收容部，以不从所述机壳的所述侧面伸出的方式，将所述旋钮部收容在所述收容部。

根据本发明的结构，能够防止用于进行聚焦调整或变焦调整等的操作部、或者对操作部进行操作时的用户的手指遮住朝向投射画面的投射光，由此，能够防止在投射图像产生影子。

特别地，如技术方案3所示，如果使所述操作部从所述投射口侧进行观察从左侧或者右侧的所述主体机壳的侧面露出在外部，则在将背面侧设置在桌子等上而使用投射型显示装置的情况下，也能够顺利地对操作部进行操作。

此外，作为技术方案4的结构，由于旋钮部不从主体机壳突出，因此，在使投影仪移动时，旋钮部不会挂住什么，难以引起破损这样的情况。

本发明的效果以及意义，通过以下所示的实施方式的说明会更加清楚。但是，以下的实施方式最终也只是实施本发明时的一个例示，本发明完全不受以下的实施方式中记载的内容所限制。

附图说明

图1是表示实施方式中的投影仪的结构的图(立体图)。

图2是表示实施方式中的投影仪的结构的图(俯视图)。

图3是表示实施方式中的投影仪的结构的图(仰视图)。

图4是表示实施方式中的投影仪的结构的图(右视图)。

图5是表示实施方式中的投影仪的结构的图(左视图)。

图6是表示实施方式中的投影仪的结构的图(正视图)。

图7是表示实施方式中的投影仪的结构的图(后视图)。

图8是表示实施方式中的投射光学系统的结构的图(立体图)。

图9是表示实施方式中的投射光学系统的结构的图(剖面图)。

图10是表示实施方式中的光学引擎的结构的图。

图11是表示实施方式中的投影仪的外观结构的图(立体图)。

图12是表示实施方式中的投影仪的外观结构的图(右视图)。

图13是表示实施方式中的控制杆的结构的图。

图14是表示实施方式中的侧面面板的旋钮收容部和控制杆的配置关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式中的投影仪的结构进行说明。

图1至图7是表示省略了外部机壳的状态下的投影仪。图1是投影仪的外观立体图，图2、图3、图4、图5、图6以及图7分别是投影仪的俯视图、仰视图、右视图、左视图、正视图以及后视图。另外，在图2至图7中，表示拆卸了主基板40的状态下的投影仪。另外，在图8以及图9中，分别表示投射光学系统的外观立体图以及剖面图(示意图)。

参照图1至图7，投影仪具有光学引擎10、投射光学系统20、电源单元30、主基板40、AV端子部50、吸气扇60、排气扇70、AC进口(inlet)90。另外，80a是来自上面侧机壳的凸台，80b是来自底面侧机壳的凸台，80c是用于吸收振动的衬套。

图8所示的板状部202a、205a如图1、图2、图3所示，经由衬套80c而被夹持在凸台80a、80b间，由此，将投射光学系统20装载在机壳内。投射光学系统20经由用于吸收振动的衬套80c被夹持，因此冲击难以向投射光学系统20传递。另外，投射光学系统20经由用于吸收振动的衬套80c被来自上面侧机壳的凸台80a以及来自底面侧机壳的凸台80b支持，因此，支持强度提高。

光学引擎10将来自光源101的白色光分离成蓝色波段、绿色波段以及红色波段的光，并且，由显示元件(液晶面板)对各波段的光进行调制，进而由二向棱镜将调制后的各个波段的光进行颜色合成，将合成后的光出射至投射光学系统20。如图2所示，光源101以向X轴方向照射光的方式配置，投射光学系统20以光轴为Y方向的方式配置。另外，参照图10对光学引擎10的结构以及光学引擎10和投射光学系统20的位置关系进行说明。

电源单元30对光源101以及主电路40提供电源。经由AC进口90对电源单元30输入AC电压。主电路40是用于驱动以及控制投影仪的电路。如图1所示那样，对主电路40进行保持的电路基板在光学引擎10的上表面以覆盖光学引擎10的一部分的方式配置。另外，经由AV端子部50向主电路40输入AV(Audio Visual)信号。

如图1以及图3所示那样，在光学引擎10的底面侧配有三个吸气扇60。由这些吸气扇60所吸入的空气利用配置在光学引擎10的左侧面侧的排气扇70(参照图5)以及配置在背面侧的排气扇70(参照图7)被排气。这样配置吸气扇60和排气扇70，由此，由吸气扇60所吸入的空气以通过光学引擎10的光学系统、光源101以及电源单元30的方式流动。另外，所吸入的空气如图2、图3以及图6所示那样，经由通道(duct)61导入到光源101的侧面，从光源101的侧面朝向排气扇70流动。通过这样的空气的流动，除去这些构件产生的热。

图8以及图9表示投射光学系统的外观立体图以及剖面图。另外，图9是示意性地表示图8的A-A’剖面的图。

在该图中，201是投射透镜单元，202是罩体，203是防尘盖，204是反射镜，205是反射镜盖，206是光线通过窗(相当于本发明的投射口)。

投射透镜单元201具有：用于使投射光成像在中间成像面上的透镜组；用于使这些透镜组的一部分在光轴方向上变位从而调整投射图像的聚焦状态的传动装置(actuator)。这里，以投射透镜单元201的光轴为轴使控制杆(lever)201a旋转，由此，进行投射透镜单元201的聚焦调整。另外，该控制杆201a如图8所示那样以从投射镜头单元201的侧方突出的方式配置，使得不遮住从光线通过窗206所投射的投射光。

反射镜204具有非球面形状的反射面，将从投射透镜单元201入射的投射光广角化，从光线通过窗206向被投射面(屏幕面)投射。

投射透镜单元201被收容在罩体202内，并且，被防尘盖203所覆盖。另外，反射镜204被收容在反射镜盖205内，将反射镜盖205安装在罩体202，从而装载在罩体202上。

如图9所示那样，由光学引擎10所生成的合成光在从投射透镜单元201的光轴偏向Z轴方向的位置，入射到投射透镜单元201。这样入射的合成光由于投射透镜单元201而受到透镜作用，入射到反射镜204。如此之后，合成光被反射镜204广角化，经由光线通过窗206向被投射面(屏幕面)投射。

另外，如上述那样，来自光学引擎10的合成光在和投射透镜单元201的光轴相比偏向Z轴方向的位置入射到投射透镜单元201，因此，反射镜204如图9所示，以从投射透镜单元201的光轴向与合成光的移动方向相反侧移动的方式配置。这里，反射镜204具有比构成投射透镜单元201的各个透镜的透镜面大的反射面，因此，反射镜204相对投射透镜单元201的光轴的移动量比较大。因此，在投影仪的底面侧，如图4以及图5所示那样，产生比较大的空间G。

接着，参照图10，说明光学引擎10的主要结构。

光源101由灯和反射体构成，使大致平行的光向照明光学系统102出射。光源101由例如超高压水银灯构成。照明光学系统102具有复眼积分仪、PBS(偏振分束器)阵列以及聚光透镜，使入射到显示元件(液晶面板)106、109、115时的各色光的光量分布均衡，并且，使朝向分色镜103的光的偏振方向在一个方向一致。

分色镜103只对从照明光学系统102入射的光中的蓝色波段的光(以下称为“B光”)进行反射，使红色波段(以下称为“R光”)和绿色波段(以下称为“G光”)透过。反射镜104将由分色镜103反射后的B光向朝向聚光透镜105的方向反射。

聚光透镜105对B光提供透镜作用，以使B光以平行光入射到显示元件106。根据蓝色用的影像信号驱动显示元件106，根据该驱动状态对B光进行调制。另外，在显示元件106的入射侧和出射侧配有偏光板(未图示)。

分色镜107仅对透过分色镜103后的R光以及G光中的G光进行反射。聚光透镜108对G光提供透镜作用，以使G光以平行光入射到显示元件109。根据绿色用的影像信号驱动显示元件109，根据该驱动状态来对G光进行调制。另外，在显示元件109的入射侧和出射侧配有偏光板(未图示)。

中继透镜110、112对R光提供透镜作用，以使针对显示元件115的R光的入射状态与针对显示元件106以及109的B光以及G光的入射状态相同。反射镜111、113变更R光的光路，以使透过分色镜107后的R光导入到显示元件115。

聚光透镜114对R光提供透镜作用，以使R光以平行光的状态入射到显示元件115。根据红色用的影像信号驱动显示元件115，根据该驱动状态对R光进行调制。另外，在显示元件115的入射侧和出射侧配有偏光板(未图示)。

二向棱镜116对利用显示元件106、109、115调制后的B光、G光以及R光中的B光和R光进行反射，并且，使G光透过，由此，对B光、G光以及R光进行颜色合成。进行颜色合成后的光(合成光)如上述那样，入射到投射光学系统20内的投射透镜单元201。并且，利用反射镜204进行广角化，经由光线通过窗206向被投射面(屏幕面)投射。

如图示那样，光源101以光的照射方向朝向X轴方向的方式配置。这样配置光源101，由此，光源101即使在投影仪设置在棚顶、固定设置、以及设置在桌上的任何一种状态下使用，也总是能够进行定位使光在水平方向照射。因此，能够抑制光源101配置在垂直方向引起的光源101的寿命下降。

另外，如图2以及图10所示那样配置光源101，以使光源101的光轴与投射透镜单元201的光轴正交，因此能够抑制投射透镜单元201的光轴方向的光学引擎10的尺寸。由此，能够缩小投射距离，其结果是，能够抑制从光线通过窗206出射的光到达屏幕之前被障碍物遮住的可能性。

图11是表示将图1所示的投影仪的内部结构收容在机壳内的状态下的投影仪的外观的图(立体图)。图12同样是投影仪的右视图。另外，在图12中，图示省略了AV端子部50的各个端子。

如图示那样，在主体机壳300上，为了校正与上述空间G(参照图4以及图5)对应地产生的高低差异，在主体机壳的底面装载臂构件400。另外，在该臂构件400上，以前端部贯通臂构件400的方式装载有两个调整螺钉500。

在主体机壳300的上表面配有操作按钮部301。另外，在主体机壳300的底面，在反射镜204的配置位置配有圆弧状的突部302。

在主体机壳300的上表面，形成有向前方下降的下降倾斜面300a、和接着该下降倾斜面向前方上升的上升倾斜面300b。该上升倾斜面300b朝向斜上后方，在该面上配有上述光线通过窗206。

主体机壳300成为如下结构，即，右侧面的一部分开口，在该开口部分嵌入侧面面板303。在侧面面板303上配置有上述AV端子部50的各个端子。另外，在侧面面板303的前端部形成有旋钮收容部304。在该旋钮收容部304上配置有上述的聚焦调整用的控制杆201a的旋钮部201b。

控制杆201a如图13所示，利用螺钉201d将形成在其基端部的安装部201c固定在投射透镜单元201的操作筒201e上。操作筒201e是构成使投射透镜单元201内的透镜变位的传动装置的一个结构要素。控制杆201a从操作筒201e向侧方延伸，在其前端部设置旋钮部201b。控制杆201a以如下方式构成：从大致水平状态开始，在该图中的顺时针方向以及逆时针方向，旋转预定的范围(例如分别各20度)。

图14是表示侧面板303的旋钮收容部304和控制杆201a的配置关系的图。在该图中，图示省略控制杆201a以及侧面面板303以外的结构。

旋钮收容部304是成为旋钮部201b的操作区域的部位，作成与主体机壳300的侧面相比凹入的纵长的槽形状。旋钮收容部304的底面304a具有向外面膨胀的曲面形状。该底面304a的曲率中心为控制杆201a的旋转中心、即投射透镜单元201的光轴。在旋钮收容部304的底面形成有贯通控制杆201a的进行旋转的范围的狭缝304b。控制杆201a通过该狭缝304b露出在该旋钮收容部304内。

另外，决定控制杆201a的长度等，以使旋钮部201b在使控制杆201a为水平状态时突出到最侧面，但在该状态下，旋钮部201b也不从旋钮收容部304的凹处内(主体机壳300的侧面的线)伸出。

这样，在用户从图14(a)所示的水平状态使旋钮部201b在上下方向移动时，对应于此，操作筒201e与控制杆201a一起旋转。并且，在操作筒201e旋转时，利用凸轮机构等众所周知的连动机构使投射透镜单元201内的透镜的位置在光轴方向变位。由此，调整投射图像的聚焦状态。

另外，该图(b)表示使旋钮部201b向上方移动的状态。旋钮收容部304的底面304a如上述那样呈曲面形状，因此如该图所示，旋钮部201b沿底面304a移动，不会与底面304a接触。

在本实施方式中，聚焦调整用的控制杆201a以从主体机壳300的右侧面露出的方式配置。因此，从光线通过窗206出射的投射光如图12所示，逐渐扩大，并且即使通过主体机壳300的上表面的稍上方朝向被投射面，控制杆201a即从主体机壳300露出的控制杆201a的旋钮部201b也不会遮住投射光，并且，不会在投射图像上产生影子。进而，像这样，由于旋钮部201b配置在主体机壳300的侧面，因此能够防止被操作旋钮部201b的手指遮住投射光。

另外，旋钮部201b不从主体机壳300的侧面突出，因此在使投影仪移动时，旋钮部201b不会挂住什么，难以引起破损这样的情况。

进而，控制杆201a为长条状，旋钮部201b和操作筒201e隔开距离，因此能够减小使旋钮部201b移动相同的量时的操作筒201e的旋转量。因此，容易进行聚焦的微小的调整。

另外，为了解决手指遮住投射光这样的问题，可以由其它连接机构等连接聚焦调整用的控制杆201a，在手指不会遮住投射光的位置进行聚焦调整。例如，在位于控制杆201a的突出方向的主体机壳的侧面，配置在与控制杆201a相同的方向进行滑动的操作旋钮，利用连接机构连接该操作旋钮和操作杆201a。此时，操作旋钮例如配置在从控制杆201a的配置位置向图4的空间G的一方移动的位置。如果在该位置配置操作旋钮，即使在聚焦调整时操作操作旋钮，手指也不会遮住投射光。

以上说明了本发明的实施方式，但是本发明并不受上述实施方式限制。例如，在上述实施方式中，采用在投射透镜单元仅能进行聚焦调整的结构，但是不限于此，也可以是不仅能进行聚焦的调整还能进行变焦的调整的结构、或者仅能进行变焦的调整的结构。此时，可将用于调整变焦的操作部的结构作为本发明的操作部的结构。另外，本发明的实施方式，除了上述之外还能进行各种变形。

Claims (4)

1.一种投射型显示装置，具有：投射透镜部，入射由光调制元件进行调制后的光；反射镜部，反射从该投射透镜部出射的光，折回到所述投射透镜部侧，使其朝向被投射面，其特征在于，

具有用于使所述投射透镜部内的透镜变位的操作部，

将所述操作部配置在不遮挡被所述反射镜部折回并通过配置在主体机壳上的投射口之后的所述光的光路的区域。

2.根据权利要求1的投射型显示装置，其特征在于，

所述操作部配置在所述主体机壳上的侧面区域的、从所述投射口侧观察所述主体机壳时被通过所述投射口之后的所述光的光路占据的所述投射口侧的侧面区域以外的侧面区域。

3.根据权利要求2的投射型显示装置，其特征在于，

所述操作部从所述投射口侧观察，从左侧或者右侧的所述主体机壳的侧面露出在外部。

4.根据权利要求3的投射型显示装置，其特征在于，

所述操作部包括用户进行操作时所接触的旋钮部，

在所述左侧或者右侧的所述主体机壳的侧面，设置与该侧面相比凹入的收容部，

以不从所述机壳的所述侧面伸出的方式，将所述旋钮部收容在所述收容部。

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