CN107850824B - 投影型影像显示装置和使用它的投影透镜的防振装置 - Google Patents

Abstract

在投影型影像显示装置中，具有抑制投影透镜(2)的振动的防振装置(4)。防振装置(4)具有固定于显示装置主体(1)的防振基体(10)和设置在防振基体上的摩擦滑动机构(8)。摩擦滑动机构(8)使与投影透镜(2)连动地运动的透镜侧滑动部件(14)和作为防振基体的一部分的基体侧滑动部件(11)以加压状态接触，通过两个滑动部件(14、11)摩擦滑动，使投影透镜(2)的振动衰减。

Description

投影型影像显示装置和使用它的投影透镜的防振装置

技术领域

本发明涉及投影型影像显示装置和使用它的投影透镜的防振装置。

背景技术

向屏幕等投影影像的投影型影像显示装置(投影仪)中，将由液晶面板等显示元件形成的影像用投影透镜向屏幕等放大投影。因此，当投影透镜振动时，投影到屏幕上的画面的摆动被放大显示，因此影像的品质下降，观看时有不适感。

作为关于防止投影影像的摆动的技术，在专利文献1中公开了，在聚焦用电机开始旋转时，为了防止由于其冲击在透镜装置产生振动而屏幕上的画面发生摆动，使聚焦透镜部侧与支架部侧机械分离，使弹性部件介入分离部的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-133520号公报

发明内容

发明要解决的课题

根据投影型影像显示装置的设置状态，直至屏幕的投影距离有时会发生大幅变化，作为投影透镜，代替标准透镜，安装短焦点用或长焦点用的可选配透镜使用。特别是为短焦点用可选配透镜(超短投影透镜等)时，为了以短的投影距离应对各种投影尺寸，透镜部大型化而重量变大。因此，当从外部受到某些冲击时，经由投影仪主体传递至投影透镜，投影透镜发生振动(自激振动)。为了抑制这样的投影透镜的自激振动，提高投影仪主体和投影透镜的安装部的刚性是有效的，但会导致投影仪整体大型化而使得成本变高。此外，在投影透镜的安装部组装有用于调整相对于屏幕的投影位置、投影方向的机构(透镜偏移调整、倾斜调整)。这些调整机构利用弹簧的弹力进行调整，因此不仅使得难以应对刚性提高的要求，反而会更容易发生投影透镜的振动。

专利文献1中记载的防止画面摆动的构造的目的是，防止由聚焦用电机驱动时的冲击引起的透镜装置的振动。由此，对于上述的由于投影仪主体受到冲击而发生的投影透镜的自激振动没有加以考虑，振动模式也不同。此外专利文献1中，为了使振动衰减，使用橡胶部件、弹簧等弹性部件，为了使这些弹性部件有效动作，必须将其以加压而被压缩的状态插入。此时，必须采用不妨碍上述透镜调整机构的功能的结构，难以兼顾投影透镜调整功能和投影透镜防振功能。

本发明的目的在于提供一种不损害投影透镜调整功能地高效地使投影透镜的振动衰减的投影型影像显示装置，和使用它的投影透镜的防振装置。

用于解决课题的方法

本发明提供一种投影型影像显示装置，其将投影透镜安装于显示装置主体以投影影像，该投影型影像显示装置的特征在于：具有抑制投影透镜的振动的防振装置，防振装置具有：固定于显示装置主体的防振基体；和设置在该防振基体上的摩擦滑动机构，摩擦滑动机构使与投影透镜连动地运动的透镜侧滑动部件和作为防振基体的一部分的基体侧滑动部件以加压状态接触，通过两个滑动部件摩擦滑动，使投影透镜的振动衰减。

此外，本发明提供一种投影透镜的防振装置，其抑制安装于投影型影像显示装置的投影透镜的振动，该投影透镜的防振装置的特征在于，包括：固定于投影型影像显示装置的主体的防振基体；和设置在防振基体上的摩擦滑动机构，摩擦滑动机构使与投影透镜连动地运动的透镜侧滑动部件和作为防振基体的一部分的基体侧滑动部件以加压状态接触，通过两个滑动部件摩擦滑动，使投影透镜的振动衰减。

发明效果

根据本发明，有效地使由于外部冲击而产生的投影透镜的振动衰减，抑制投影影像的摆动，由此能够提供显示高品质的影像的投影型影像显示装置。此时，能够提供不损害投影位置、投影方向等的投影透镜的调整功能且使用方便的装置。

附图说明

图1是表示投影仪的一例的外观图(放置型)。

图2是表示投影仪的一例的外观图(顶吊型)。

图3是投影仪和投影透镜防振装置的侧面图。

图4是表示投影透镜和防振装置的安装构造的图。

图5是防振装置的外观图。

图6是防振装置的部件分解图。

图7是摩擦滑动机构的放大分解图。

图8是摩擦滑动机构的组装状态图。

图9是摩擦滑动机构的放大截面图。

图10是说明摩擦滑动机构的摩擦滑动动作的图。

图11A是表示没有防振机构时的投影透镜的振动的图(传播路径)。

图11B是表示没有防振机构时的投影透镜的振动的图(振动波形)。

图12A是表示安装有防振机构时的投影透镜的振动的图(传播路径)。

图12B是表示安装有防振机构时的投影透镜的振动的图(振动波形)。

图13是表示应对倾斜调整的防振装置的结构的图。

图14是说明偏移调整功能的图。

图15A是表示应对偏移调整的防振装置的结构的图。

图15B是表示偏移调整后的滑动部固定螺栓的位置的图(+Y方向)。

图15C是表示偏移调整后的滑动部固定螺栓的位置的图(-Y方向)。

图16是表示偏移调整时的滑动面的接触状态的图。

图17是表示使用透镜一体型滑动部件的投影仪的结构的图。

具体实施方式

以下使用附图说明本发明的实施方式。

(实施例1)

图1和图2是表示投影型影像显示装置(投影仪)的一例的外观图。图1是以放置在桌上等的状态使用时(放置型)从桌上侧看到的图，图2表示以安装于顶板的状态使用的情况(顶吊型)。投影型影像显示装置(投影仪)100将投影透镜2安装于显示装置主体(投影仪主体)1，而且为了防止投影透镜2的振动安装有投影透镜防振装置(以下称为防振装置)4。

如图1所示，防振装置4用螺钉5安装固定于投影仪主体1的底面侧。在图2的顶吊型中，将安装有防振装置4的投影仪主体1用顶吊用配件6安装于顶板等。在任一情况下均使用通用的防振装置4。

以下的例子中说明放置型的情况，但在为顶吊型的情况下除了使图上下反转以外都是同样的。另外，配合放置型的设置方向，将各图中的防振装置4的与投影透镜2相对的一侧称为透镜侧，将其反对侧称为底面侧。

图3表示投影仪和投影透镜防振装置的侧面图。在投影仪主体1中收纳有用于构成投影型影像显示装置的构成部件，此处未图示。例如能够举出：作为生成投影的影像的元件的显示元件(透射型液晶面板、反射型液晶面板、DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜元件)(注册商标)面板等)；产生投影用的照明光的光源(高压水银灯、氙气灯、LED光源、激光光源等)；对来自上述光源的照明光聚光，使其更为均匀化地向显示元件照射的照明光学系统；对光源等的各部分供给动作用的电力的电源部；将光源等发出的热向外部释放，用于抑制高温化的冷却部；输入来自外部的影像信号、声音信号的影像输入部、声音输入部；将输入的声音信号输出的声音输出部；将与影像信号对应的驱动信号向显示元件输送的显示元件驱动部；存储控制各部分时的数据的存储器部；控制投影透镜2的调整、装置整体的动作的控制系统等。但是，上述结构并不是必须全部具有。只要具有投影影像的功能就可以为任何结构。

投影透镜2中，多个透镜或/和反射镜被收纳于透镜保持部，具有放大投影功能、聚焦功能和缩放功能等。此处，表示至屏幕的投影距离短、向斜上方向投影的超短投影透镜的情况。在为超短投影透镜时，为了进行投影影像的端部的弯曲或模糊等的像面调整，透镜个数增加，投影透镜重量变大。

投影透镜防振装置4配置在投影透镜2的下表面侧，是使投影透镜2的振动衰减的装置。在图3的下侧放大表示防振装置4的内部。防振装置4固定于投影仪主体1，投影透镜2的移位(上下振动)经由安装于投影透镜2的透镜固定部件3传递至防振装置4。嵌合部7是连结透镜固定部件3，接受投影透镜2的振动的部分。透镜固定部件3的运动经由嵌合部7传递至透镜侧滑动部件14和滑动垫圈17，滑动部件14和滑动垫圈17与投影透镜2同步地上下振动。另一方面，防振装置4内的基体侧滑动部件11是与投影仪主体1连结的静止部分。摩擦滑动机构8以透镜侧滑动部件14和滑动垫圈17夹着基体侧滑动部件11被加压的状态构成。当投影透镜2上下振动时，这些滑动部件彼此进行摩擦滑动，由此其摩擦力成为制动力而达到使上下振动衰减的功能。

图4是表示投影透镜和防振装置的安装构造的图。在投影透镜2的防振装置4侧的面，用螺钉31安装透镜固定部件3。透镜固定部件3的突起部形成为能够插入防振装置4的嵌合部7的形状。

以下详细说明防振装置4的构造。

图5表示防振装置的外观图。防振装置4在防振基体10搭载嵌合部7和摩擦滑动机构8，在底面侧安装罩26。防振基体10中，固定于投影仪主体1的底面的部分和搭载嵌合部7、摩擦滑动机构8的部分一体形成。

图6表示防振装置的部件分解图。防振装置4是主要部件，具有包括金属材料的防振基体10、引导部件12、透镜侧滑动部件14和罩26。防振基体10具有投影方向的端部向垂直方向弯折加工了的基体侧滑动部件11，在两侧面用螺钉23安装加强部件13以提高防振基体10的刚性。此外，在防振基体10上，为了抑制来自外部的振动，安装有橡胶脚垫24、防振橡胶25。

滑动垫圈17和摩擦调整弹簧18利用滑动部固定螺栓21和螺母29被一体地组装于透镜侧滑动部件14，以能够相对于基体侧滑动部件11滑动的方式安装。此外，在透镜侧滑动部件14安装有作为嵌合部7的嵌合弹簧15和弹簧固定螺钉16。引导部件12安装于防振基体10，限制透镜侧滑动部件14的运动。罩26用螺钉27安装于防振基体10。

图7表示摩擦滑动机构的放大分解图。对防振基体10的基体侧滑动部件11，在内侧的滑动面S2侧配置透镜侧滑动部件14。在透镜侧滑动部件14的背面具有滑动部件14的延长部14a，将嵌合弹簧15用弹簧固定螺钉16安装于该延长部14a而构成嵌合部7。另一方面，从基体侧滑动部件11的外侧起，用滑动部固定螺栓21和螺母29，安装垫片20、套筒19、摩擦调整弹簧18、垫片28、滑动垫圈17。引导部件12用螺钉22安装于防振基体10的滑动面S2侧，限制透镜侧滑动部件14的上下方向的运动。

图8表示摩擦滑动机构的组装状态图。在基体侧滑动部件11的外侧的滑动面S1配置滑动垫圈17，以被摩擦调整弹簧18加压的状态安装。

图9表示摩擦滑动机构的放大截面图。在摩擦滑动机构8中，滑动垫圈17与基体侧滑动部件11的外侧的滑动面S1接触，透镜侧滑动部件14与基体侧滑动部件11的内侧的滑动面S2接触。滑动垫圈17和透镜侧滑动部件14被滑动部固定螺栓21和螺母29连结，处于相对于滑动面S1、S2被摩擦调整弹簧18加压的状态。此时，在滑动部固定螺栓21插入规定长度的套筒19，由此能够使组装时的摩擦调整弹簧18的长度即加压力为一定的值。设置于透镜侧滑动部件14的背面的嵌合部7利用滑动部件的延长部14a和嵌合弹簧15与投影透镜2侧的透镜固定部件3连结。

图10是说明摩擦滑动机构的摩擦滑动动作的图。将滑动部固定螺栓21的轴位置用附图标记21’表示。当投影透镜2上下移位时，与其连动地被滑动部固定螺栓21连结的透镜侧滑动部件14和滑动垫圈17上下移位。图中，表示向下方移位的情况(V<0)和向上方移位的情况(V>0)。滑动垫圈17和透镜侧滑动部件14被摩擦调整弹簧18向基体侧滑动部件11加压。其结果是，在滑动垫圈17与基体侧滑动部件11之间的滑动面S1和透镜侧滑动部件14与基体侧滑动部件11之间的滑动面S2，在滑动方向产生摩擦力，其成为制动力，上下方向的移位即振动衰减。此时产生的摩擦力依赖于滑动面S1、S2的摩擦系数和摩擦调整弹簧18的加压力。为了使各滑动部件的运动顺利，可以滑动部件11、14、滑动垫圈17的滑动面为平滑面，为了得到所需的摩擦系数而实施表面处理。另外，在摩擦力过大，在滑动面不发生滑动的状态下，防振装置4(防振基体10)与投影透镜2一体运动，引起两者合体的自激振动，不能够期待抑制投影透镜2的振动的效果。

以下，说明本实施例的投影透镜的振动减小的效果。

图11A和图11B是为了进行比较而表示没有防振机构时的投影透镜的振动的图。图11A表示振动的传播路径。当对设置有投影仪的桌子9施加振动(冲击)V1时，向投影仪主体1传播而引起振动V2。进而传播至投影透镜2而产生被放大了的自激振动V3，在投影画面产生摆动。自激振动V3是由投影透镜2的重量、长度决定的摆动振动。图11B是振动波形的测定例，表示从外部施加规定的冲击时的投影透镜2的振动波形V3。该例中，最大振幅为±0.15mm，振动持续时间为约1sec。

图12A和图12B是表示安装有本实施例的防振机构时的投影透镜的振动的图。图12A表示振动的传播路径，当对设置有投影仪的桌子9施加振动(冲击)V1时，产生投影仪主体1的振动V2和投影透镜2的自激振动V3，但利用防振装置4使振动V3衰减而变小。图12B是振动波形的测定例，最大振幅减小至±0.1mm(60％)，振动持续时间减小至0.3sec(30％)。由此，能够大幅减小投影画面的摆动量，而且因为缩短了摆动时间而能够消除用户的不适感。

(实施例2)

实施例2中，说明考虑了投影透镜的倾斜调整的防振机构。

图13是表示应对倾斜调整的防振装置的结构的图。投影仪为了配合屏幕位置而调整投影透镜2的投影方向(仰角)，具有倾斜调整功能。具体地说，采用在安装投影透镜2的投影仪主体1的安装部设置摆动机构，以支点为中心使投影透镜2能够在上下方向上旋转移动±θ的结构。通过倾斜调整，投影透镜2的姿态(方向)变化时，安装于投影透镜2的透镜固定部3的姿态也变化±θ，防振装置4必须应对该情况。

于是，在本实施例的防振装置4中，在与透镜固定部3连结的嵌合部7，使透镜侧滑动部件的延长部14a和嵌合弹簧15为夹子形状。用这些夹子形状的突起部从两侧夹着透镜固定部3。即，延长部14a和嵌合弹簧15与透镜固定部3不是面接触而以线接触保持透镜固定部3，即使伴随倾斜调整而透镜固定部3发生倾斜也能够稳定地进行保持。由此，本实施例的防振装置4不会对投影透镜2的倾斜调整造成障碍，而且投影透镜2的上下振动可靠地被传递至透镜侧滑动部件14，因此能够得到减小振动的效果。

(实施例3)

在实施例3中，说明考虑了投影透镜的偏移调整的防振机构。

图14是说明偏移调整功能的图。投影仪为了配合屏幕位置调整投影位置，具有投影透镜2的偏移调整功能。具体地说，采用在安装投影透镜2的投影仪主体1的安装部设置偏移机构，使投影透镜2在上下方向(±Y)和左右方向(±X)平行移动的结构。

图15A是表示应对偏移调整的防振装置的结构的图。由于偏移调整而投影透镜2的上下位置(±Y)、左右位置(±X)发生变化时，经由安装于投影透镜2的透镜固定部3，与其连结的滑动部固定螺栓21的位置也变化±Y、±X。

本实施例的防振装置4中，在与滑动部固定螺栓21交叉的基体侧滑动部件11，配合偏移调整形成滑动孔11a。滑动孔11a的大小是，滑动部固定螺栓21能够移动偏移调整量±Y、±X、而且加上投影透镜2的振幅而得的尺寸。

图15B和图15C是表示偏移调整后的滑动部固定螺栓的位置的图。图15B是在+Y方向上偏移调整了时，固定螺栓21移动至滑动孔11a的上边附近。图15C是在-Y方向上偏移调整了时，固定螺栓21移动至滑动孔11a的下边附近。此外，在左右方向(±X)上偏移调整时也同样，固定螺栓21的移动处于滑动孔11a的范围内。

图16是表示偏移调整时的滑动面的接触状态的图。此处，表示在上方向(+Y)和下方向(-Y)上偏移了时的滑动面S1、S2的状态。在任一偏移位置中，滑动垫圈17和透镜侧滑动部件14与基体侧滑动部件11之间以足够的面积接触，能够产生需要的摩擦力。由此，本实施例的防振装置4不会对投影透镜2的偏移调整造成障碍，而且能够可靠地使投影透镜2的上下振动衰减。

(实施例4)

实施例4中，说明将实施例1的透镜侧滑动部件14一体地设置于投影透镜2侧的结构。

图17是表示使用透镜一体型滑动部件的投影仪的结构的图。图17(a)表示在投影透镜2的防振装置4侧安装有透镜一体型滑动部件30的状态。透镜一体型滑动部件30相当于实施例1的透镜侧滑动部件14。图17(b)表示将防振装置4安装于投影透镜2的下侧的状态，图17(c)表示滑动机构的截面。透镜一体型滑动部件30与滑动机构内的基体侧滑动部件11接触而形成滑动面S2。另一个滑动面S1与实施例1同样，滑动垫圈17和基体侧滑动部件11接触。当投影透镜2上下振动时，透镜一体型滑动部件30一体地上下振动，与其连结的滑动垫圈17上下运动，由此利用在滑动面S1、S2产生的摩擦力使振动衰减。

在本实施例的情况下，1个滑动部件(附图标记30)与投影透镜2一体化，因此防振装置4只要具有1个滑动部件(附图标记11)和滑动垫圈17即可，而且不需要嵌合部，因此结构简单。

根据以上所述的各实施例，高效地使由于外部冲击而产生的投影透镜的振动衰减，抑制投影影像的摆动，由此能够提供显示高品质的影像的投影型影像显示装置(投影仪)。此时，不会有损投影位置、投影方向等的投影透镜的调整功能，因此能够提供方便使用的装置。

此外，本发明并不限定于上述实施例，能够进行下述变形。

在各实施例的防振装置和滑动部件使用金属材料，但为了轻量化也可以在一部分使用树脂材料。特别是在摩擦滑动面，即使代替金属材料用树脂材料、弹性材料置换，通过实施适当的表面处理也能够得到所需的摩擦力。

各实施例的滑动机构采用具有2个滑动面S1、S2的结构，但也能够是仅具有1个滑动面的结构。例如在图9的结构中，不设置滑动垫圈17而仅有透镜侧滑动部件14与基体侧滑动部件11的滑动面S2，则成为具有1个滑动面的简单结构。相反地，也能够采用具有3个以上的滑动面的结构，成为使摩擦力增大的结构。

另外，在上述实施例中说明了以面(S1和/或S2)产生摩擦力的例子，但也能够由夹着基体侧滑动部件11的2个以上的点或线或面、或它们的组合产生摩擦力。

附图标记说明

1：投影仪主体(显示装置主体)，

2：投影透镜，

3：透镜固定部件，

4：投影透镜防振装置，

7：嵌合部，

8：摩擦滑动机构，

10：防振基体，

11：基体侧滑动部件，

11a：滑动孔，

12：引导部件，

14：透镜侧滑动部件，

14a：延长部，

15：嵌合弹簧，

16：弹簧固定螺钉，

17：滑动垫圈，

18：摩擦调整弹簧，

19：套筒，

21：滑动部固定螺栓，

26：罩，

29：螺母，

30：透镜一体型滑动部件，

100：投影仪(投影型影像显示装置)。

Claims (11)

1.一种在显示装置主体上安装投影透镜来投影影像的投影型影像显示装置，其特征在于：

具有抑制所述投影透镜的振动的防振装置，

所述防振装置具有：固定于所述显示装置主体的防振基体；和设置在该防振基体上的摩擦滑动机构，

所述摩擦滑动机构利用滑动部固定螺栓固定，在所述基体侧滑动部件形成有供所述滑动部固定螺栓穿过的滑动孔，

所述摩擦滑动机构使与所述投影透镜连动地运动的透镜侧滑动部件和作为所述防振基体的一部分的基体侧滑动部件以加压状态接触，通过两个滑动部件摩擦滑动，使所述投影透镜的振动衰减。

2.如权利要求1所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述摩擦滑动机构，在隔着所述基体侧滑动部件的所述透镜侧滑动部件的相反侧配置有滑动垫圈，该滑动垫圈和所述透镜侧滑动部件由滑动部固定螺栓和摩擦调整弹簧连结，相对于所述基体侧滑动部件以加压状态摩擦滑动。

3.如权利要求1所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

在所述投影透镜安装有向所述防振装置传递振动的透镜固定部件，

在所述防振装置上具有嵌合部，该嵌合部与所述透镜固定部件嵌合，将该透镜固定部件的运动传递至所述透镜侧滑动部件。

4.如权利要求3所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述嵌合部的保持所述透镜固定部件的部分为夹子形状，即使因所述投影透镜的倾斜调整而使所述透镜固定部件的姿态倾斜，也能够以线接触保持所述透镜固定部件。

5.如权利要求2所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述滑动孔的大小是因所述投影透镜的偏移调整而所述滑动部固定螺栓能够移动的尺寸。

6.一种投影透镜的防振装置，其抑制安装于投影型影像显示装置的投影透镜的振动，所述投影透镜的防振装置的特征在于，包括：

固定于所述投影型影像显示装置的主体的防振基体；和

设置在所述防振基体上的摩擦滑动机构，

所述摩擦滑动机构利用滑动部固定螺栓固定，在所述基体侧滑动部件形成有供所述滑动部固定螺栓穿过的滑动孔，

所述摩擦滑动机构使与所述投影透镜连动地运动的透镜侧滑动部件和作为所述防振基体的一部分的基体侧滑动部件以加压状态接触，通过两个滑动部件摩擦滑动，使所述投影透镜的振动衰减。

7.如权利要求6所述的投影透镜的防振装置，其特征在于：

所述摩擦滑动机构，在所述透镜侧滑动部件的相反侧配置有滑动垫圈且所述滑动垫圈和所述透镜侧滑动部件夹着所述基体侧滑动部件，该滑动垫圈和所述透镜侧滑动部件由滑动部固定螺栓和摩擦调整弹簧连结，相对于所述基体侧滑动部件以加压状态摩擦滑动。

8.如权利要求6所述的投影透镜的防振装置，其特征在于：

具有嵌合部，该嵌合部与安装于所述投影透镜的透镜固定部件嵌合，将该透镜固定部件的运动向所述透镜侧滑动部件传递。

9.如权利要求8所述的投影透镜的防振装置，其特征在于：

所述嵌合部的保持所述透镜固定部件的部分为夹子形状，即使因所述投影透镜的倾斜调整而使所述透镜固定部件的姿态倾斜，也能够以线接触保持所述透镜固定部件。

10.如权利要求7所述的投影透镜的防振装置，其特征在于：

所述滑动孔的大小是因所述投影透镜的偏移调整而所述滑动部固定螺栓能够移动的尺寸。

11.一种投影透镜的防振装置，其抑制安装于投影型影像显示装置的投影透镜的振动，所述投影透镜的防振装置的特征在于，包括：

固定于所述投影型影像显示装置的主体的防振基体；和

设置在所述防振基体上的摩擦滑动机构，

所述摩擦滑动机构利用滑动部固定螺栓固定，在所述基体侧滑动部件形成有供所述滑动部固定螺栓穿过的滑动孔，

所述摩擦滑动机构使一体地安装于所述投影透镜的透镜一体型滑动部件和作为所述防振基体的一部分的基体侧滑动部件以加压状态接触，通过两个滑动部件摩擦滑动，使所述投影透镜的振动衰减。

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