CN103959162A - 投影型影像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供即使受到外力也能够保持积分光学系统的位置精度的投影型影像显示装置。该投影型影像显示装置具备：积分光学系统，使来自光源的光聚集并均匀化；色分离光学系统，分离从积分光学系统射出的光的颜色；色合成光学系统，合成由色分离光学系统分离的光；投影光学系统，向投影面射出由色合成光学系统合成的光；第1光学壳体，将积分光学系统、色分离光学系统和色合成光学系统分别固定在规定的位置地收纳；以及第2光学壳体，将积分光学系统具备的光学零件固定在规定的位置地收纳，第2光学壳体被安装在第1光学壳体上。

Description

投影型影像显示装置
技术领域
本发明涉及投影型影像显示装置。
背景技术
液晶投影机等投影型影像显示装置将从水银灯等光源发出的光照射到液晶面板等显示元件，并用投影透镜将由显示元件形成的影像向屏幕放大投影。装置的光学系统的结构由使从光源射出的光束聚集并均匀化的积分光学系统、进行色分离的色分离光学系统、与图像信息对应地进行光调制的光调制装置、对被光调制了的光进行合成的色合成光学系统、将被合成了的光向屏幕等投影面放大投影的投影光学系统、保持固定上述各种光学系统的光学壳体、和固定并收纳光学壳体的筐体构成。
在这里，公开了将构成积分光学系统、色分离光学系统等的各光学零件收纳在光学壳体中的技术(参照专利文献1)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－24807号公报
发明内容
发明要解决的课题
根据专利文献1，构成积分光学系统、色分离光学系统等的各光学零件，成为被定位并被固定在形成于光学壳体的槽中的构造。光学壳体成为进行收纳的与各光学零件的形状相匹配的复杂的内部构造，一般而言，用合成树脂材料通过注射成型等制造。因而，光学壳体自身与金属材料比较，在强度上存在极限，容易变形，此外，光学壳体被固定于装置筐体的结果，在筐体受到外力而变形的情况下，光学壳体也会变形。其结果，被收纳于光学壳体的各光学零件的位置关系偏移，从而存在被显示于屏幕的影像的品质变差(产生光栅偏移、亮度降低等)这样的课题。
因此，本发明的目的在于，提供一种即使受到外力也能够保持积分光学系统的位置精度的投影型影像显示装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明较为理想的方式之一如下。该投影型影像显示装置具备：积分光学系统，使来自光源的光聚集并均匀化；色分离光学系统，分离从积分光学系统射出的光的颜色；色合成光学系统，合成由色分离光学系统分离的光；投影光学系统，向投影面射出由色合成光学系统合成的光；第1光学壳体，将积分光学系统、色分离光学系统和色合成光学系统分别固定在规定的位置地收纳；以及第2光学壳体，将积分光学系统具备的光学零件固定在规定的位置地收纳，第2光学壳体被安装在第1光学壳体上。
发明的效果
根据本发明，能够提供即使受到外力也能够保持积分光学系统的位置精度的投影型影像显示装置。
附图说明
图1是表示本实施例的投影型影像显示装置的整体结构的图。
图2是表示从筐体取出了光学引擎和投影光学系统的状态的图。
图3是表示光引导件和积分光学壳体的结构的图。
图4是表示积分光学壳体和被固定于该积分光学壳体的光学零件的结构的图。
图5是表示积分光学壳体的形状的立体图。
具体实施方式
以下，用附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本实施例的投影型影像显示装置的整体结构的图，表示卸下了显示装置的筐体上盖的内部结构。在筐体1中，收纳有从光源射出光并向作为显示元件的液晶面板照射而形成影像的光学引擎2、和用投影透镜放大投影由液晶面板形成的影像的投影光学系统3。除此以外，收纳电源单元6和冷却单元7、未图示的影像信号电路、控制电路等。
图2是表示从筐体1取出了光学引擎2和投影光学系统3的状态的图。光学引擎2和投影光学系统3被装载并被固定于共同基座4。另外，投影光学系统3也可以被装载并被固定于光学引擎2。
光学引擎2由光源部21、色分离光学系统22、色合成光学系统23和光圈单元24构成。这些零件被收纳在筒状的光引导件20(第1光学壳体)中，并被固定在规定的位置。光源部21是超高压水银灯等光源，射出大致白色光。色分离光学系统22将大致白色光分离为RGB这3原色光，并分别将3原色光各自引导到所对应的各液晶面板。色合成光学系统23具有RGB的液晶面板和交叉二向色棱镜，形成基于RGB信号的各影像，并进行这些影像的色合成。
投影光学系统3由投影透镜31和透镜移动机构32构成。从色合成光学系统23射出的影像光被投影透镜31放大，并向屏幕等投影。透镜移动机构32保持投影透镜31并使其向与光轴(投影方向)正交的2轴方向移动，具有水平方向(X方向)驱动部32x和铅垂方向(Y方向)驱动部32y。将投影透镜31固定于透镜移动机构32的透镜安装面32a。由此，能够将被投影到屏幕上的图像位置在水平方向和铅垂方向上进行移动调整。另外，也可以是在投影光学系统中不包含透镜移动机构，投影透镜直接被固定于光学引擎。
图3是表示光引导件20和积分光学单元5的结构的图。积分光学单元5在固定了积分光学系统的光学零件的状态下，被装载并被固定于光引导件20。积分光学系统的作用是在从光源部21射出的光的照明范围内使不均匀的亮度均匀化，并对比长方形的液晶面板的开口大的长方形的范围进行照明。
光圈单元24以成为将叶片241插入第1积分透镜与第2积分透镜之间的形态的方式，从积分光学单元5的插入孔51被插入，并被固定于光学引擎2。通过叶片241开闭，调节从光源部21射出的光量。由此，可实现对比度的调整。
图4是表示积分光学壳体50(第2光学壳体)和被固定于该积分光学壳体50的光学零件的结构的图。
第1积分透镜60和第2积分透镜61分别被插入积分光学壳体50的槽(图5所示)。在该槽中形成有相对于光轴直角方向和铅垂方向的定位面。通过借助弹簧构件65(在图4的例子中相对于各积分透镜为2根)插入积分透镜，该积分透镜被压靠并被固定于相对于光轴直角方向和铅垂方向的定位面。此外，偏振光束棱镜(以下，PBS)62被配置成与积分透镜大致平行。另外，也可以没有PBS。
图5是表示积分光学壳体50的形状的立体图。图5(A)是从积分光学壳体50的上面看到的图，图5(B)是从积分光学壳体50的底面看到的图。
积分光学壳体50具有用于插入第1积分透镜60和第2积分透镜61的2个槽52，在各自的槽的两端，设有用于定位并保持积分透镜的弹簧构件65的插入孔53和粘接材料填充孔54。另外，为了使积分透镜被固定后的保持可靠，设有用于由粘接材料等粘接积分光学壳体50和积分透镜的粘接材料填充孔54，但是也可以不采用基于粘接剂等的粘接。
加强肋55在2个积分透镜插入槽之间通过。由此，提高积分光学壳体50的刚性，形成为难以变形的构件。此外，在加强肋55上配置有向光引导件20固定时的定位销56，通过与光引导件的定位孔25嵌合，可实现精度高的定位。
积分光学壳体50向光引导件20的插入，在将积分光学系统的光学零件插入积分光学壳体50之后，向与积分透镜的插入方向相反的方向进行。即，积分光学壳体50的上面位于图3的下方向，积分光学壳体50的底面位于图3的上方向。
使积分光学壳体50的上面位于光引导件20的下部的理由，是为了将光圈单元24容易地配置到第1积分透镜60与第2积分透镜61之间。即，在积分光学壳体50的底面设置光圈单元插入孔51，从该插入孔51插入光圈单元24。由此，能够避免后述的加强肋成为妨碍而无法安装光圈单元24。
在积分光学壳体50上，配置有PBS的定位销57(在图5的例子中为4根)，通过与PBS保持架的定位孔63的嵌合，可实现精度高的定位。另外，在积分光学壳体50上，为了安装积分光学上壳体70而具有螺纹孔58(在图5的例子中为2处)，通过用螺钉固定积分光学上壳体70，能够加强积分光学壳体50的刚性。此外，积分光学壳体50具有向光引导件20安装用的螺纹孔59(在图5的例子中为2处)。
根据本实施例，形成为第1积分透镜60、第2积分透镜61和PBS62一体地被固定于积分光学壳体50，在光引导件20上仅安装积分光学壳体50的结构。即，因为第1积分透镜60、第2积分透镜61和PBS62未被直接固定于光引导件20，所以即使由于外力光学壳体20产生了变形，变形也被刚性高的积分光学壳体50阻止，被收纳在积分光学壳体50中的各光学零件以规定的精度被保持在规定的位置。因而，即使受到外力等也能够保持各光学零件的位置精度，防止被显示的影像的品质变差(产生光栅偏移、亮度降低等)。
附图标记的说明
1…筐体、2…光学引擎、3…投影光学系统、4…共同基座、5…积分光学单元、20…光引导件、21…光源部、22…色分离光学系统、23…色合成光学系统、24…光圈单元、241…光圈单元的叶片、25…光引导件的定位孔、31…投影透镜、32…透镜移动机构、50…积分光学壳体、51…光圈单元插入孔、52…积分透镜插入槽、53…弹簧构件的插入孔、55…加强肋、56…积分光学单元定位销、57…PBS定位销、58、59…螺纹孔、60…第1积分透镜、61…第2积分透镜、62…PBS、65…弹簧构件、70…积分光学上壳体。

Claims (5)

1.一种投影型影像显示装置，其特征在于，
该投影型影像显示装置具备：
积分光学系统，使来自光源的光聚集并均匀化；
色分离光学系统，分离从上述积分光学系统射出的光的颜色；
色合成光学系统，合成由上述色分离光学系统分离的光；
投影光学系统，向投影面射出由上述色合成光学系统合成的光；
第1光学壳体，将上述积分光学系统、上述色分离光学系统和上述色合成光学系统分别固定在规定的位置地收纳；以及
第2光学壳体，将上述积分光学系统具备的光学零件固定在规定的位置地收纳，
上述第2光学壳体被安装在上述第1光学壳体上。
2.根据权利要求1所述的投影型影像显示装置，其特征在于，
上述第2光学壳体向与插入上述光学零件的方向相反的方向，被插入上述第1光学壳体而被安装。
3.根据权利要求2所述的投影型影像显示装置，其特征在于，
上述积分光学系统还具备调整来自上述光源的光的量的光圈单元，
上述第2光学壳体在该第2光学壳体的底面具备用于插入上述光圈单元的插入孔。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的投影型影像显示装置，其特征在于，
上述光学零件包括第1积分透镜和第2积分透镜，
上述第1积分透镜和第2积分透镜分别沿着与来自上述光源的光的轴垂直的面，被插入上述第2光学壳体。
5.根据权利要求4所述的投影型影像显示装置，其特征在于，
在上述第1积分透镜与第2积分透镜之间具备加强肋。
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