JP2006154424A - ミラー支持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 投写型画像表示装置において、曲げ剛性の高い平面ミラーを採用することなく、画像のピン歪を抑制するミラー支持機構を提供することを目的とする。
【解決手段】 スクリーンに像を投影させる平面ミラーの一辺の内、スクリーンの下部に反射光を投影させる辺を鉛直方向に支持、微調整するためのミラー支持機構において、一辺の方向に沿ってスライド自在に支持している支持手段を有する投射型画像表示装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学ユニットから出力される画像を平面ミラーによって光路変更し、スクリーンに投影する投写型画像表示装置において、スクリーンに投影する画像の歪みを調整するミラー支持機構に関する。

従来のミラー装置には、プロジェクターからの光を反射してスクリーンに投影するためのミラー装置であって、ミラーの弾性力を利用して、ミラーを凹面又は凸面に変形させ、スクリーンに投影する画像を修正するものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来のミラー装置について説明する。

ミラー装置において、ミラーの弾性力による変形は、ミラーの周辺部を支持する第１の支持部材と、ミラーの中央部を支持する第２の支持部材の相対的位置を調整することによって行なっている。これにより、画像の歪みが全体的、あるいは部分的に発生しても、各部分の支持部材を調整することで、画像の歪みをなくすことが可能となる。そして、ミラー装置において、第１及び第２の支持部材は、ボルト及びナットを有するねじ機構によってその進退が行われ、更にボルトに装着されたバネによってボルトとナットのガタ発生の防止を成すことも可能である。これにより、ねじ機構を調整することでミラー装置の進退を行ない、ミラーに凹面又は凸面を容易に発生させることができ、更に、ボルトに装着されたバネによってボルトとナットのガタ発生を防止することで、ミラーの凹面又は凸面の状態を常に維持することが可能となる。

第１及び第２の支持部材はそれぞれ、ミラーをしっかりと固定できる材料の一例である鉄からなっている。第１及び第２の支持部材の片面は、ガラス用の接着剤を用いてミラーに取り付け、もう一方の面には１本のボルトを取り付け可能なようにボルト穴が形成されている。これによりボルトを第１及び第２の支持部材に取り付けることが可能となり、容易にミラーに凹面又は凸面を形成する力を与えることが可能となる。

このように、第１、第２の支持部材の相対的位置の調整により、ミラーの変形を行なっている。

図１２は、背面投写型画像表示装置を側面から見た内部構成図である。同図において、筐体２内の下部の所定位置に配置された光学ユニット３は、上向きに出力画像を出射する。出射された出力画像は筐体２内の所定位置に配置された平面ミラー４により光路が変更され、筐体２の前面に配設されたスクリーン５上に投写される。光学ユニット３を載置する位置調整機構６は、スクリーン５上に投写される投写画像のスクリーン５に対する相対位置を調整できるように構成されている。

図６は、上記した背面投写型画像表示装置1のスクリーン５に映った投写画像51を示す図である。この長方形状の投写画像51の各辺には、糸巻き状の画像歪み（以下、ピン歪みと称す）が発生している。特に下辺のピン歪み52が目立って発生している。特にスクリーンにおける投写画像51の下辺のピン歪みが大きいのは、筐体を薄型化するために、斜め投写型光学系を用いているためである。斜め投写型光学系を用いているので、平面ミラー４の背面側で光路変更される光線10は、平面ミラー４の前面側で光路変更される光線11に比べて光路の距離が長く、また、スクリーン5への入射角度θが大きいので、平面ミラー４のずれによるスクリーンに入射される角度のふれの影響が大きい。図７は、平面ミラーの自重によって発生する撓みの状態を示す説明図である。同図に示すように、平面ミラー４の撓みδにより、投写画像51において、下辺にピン歪み52が発生している。そのため、平面ミラー４自身の背面側の撓みδによる影響が大きい。その結果、図６で示すようにスクリーンにおける投写画像51の下辺のピン歪み52が他の辺に比べて大きくなる。

このピン歪み52は、平面ミラー４の自重による撓みによって発生するものである。

画像のピン歪みを解消するために平面ミラーの曲げ剛性を高くするため、厚みの大きい平面ミラーを使用したり、背面にフレーム等を接着していた。しかし、完全に平面ミラーの撓みがとれないため、画像の下側にピン歪みが発生し不自然な画像になっていた。

さらに、上記構成のミラー装置において、ミラーの弾性力を利用して、ミラーを凹面又は凸面に変形させ、スクリーンに投影する画像を修正するものがある。しかし、画像を修正する場所が固定されているために、図６に示すようなピン歪みの場合には、修正する位置と修正すべき位置が離れているので、完全に平面ミラーの撓みがとれない。そのため、画像の下側にピン歪みが発生し不自然な画像になっていた。
特開２００１−０４２２８１号公報（第6頁、図１）

本発明は、上記問題点を解決するために、投写型画像表示装置において、曲げ剛性の高い平面ミラーを採用することなく、画像のピン歪を抑制するミラー支持機構を提供することを目的とする。

請求項1記載の本発明は、光源からの光を反射させて、スクリーンに像を投影させる平面ミラーの一辺の内、前記スクリーンの下部に反射光を投影させる辺を鉛直方向に支持、微調整するためのミラー支持機構において、前記一辺の方向に沿ってスライド自在に支持している支持手段を有することを特徴とする。

請求項2記載の本発明は、前記一辺を所定位置に上下配置するための調整支持手段を有することを特徴とする。

光源からの光を反射させて、スクリーンに像を投影させる平面ミラーの一辺の内、前記スクリーンの下部に反射光を投影させる辺を鉛直方向に支持、微調整するためのミラー支持機構において、前記一辺の方向に沿ってスライド自在に支持している支持手段により、平面ミラーの自重によって発生するたわみの最適位置を調整することを目的とする。平面ミラーの自重によって発生するたわみの最適位置を調整できるため、調整部品が最少ですみ、ピン歪みのない画像が得られるので、軽量化、低コスト化が図れる。

（第１の実施形態）
図１、2、3、4は本発明の実施形態1に係るミラー支持機構の全体図、分解斜視図、無動作状態の断面図、平面ミラーを持ち上げた状態の断面図、図５は実施形態1の背面投写型画像装置における全体図、図６はスクリーンに投写した画像、図７は平面ミラーの自重によって発生する撓みの状態の説明図を示す。

図５は、本発明によるミラー支持機構７を搭載した背面投写型画像表示装置の構成を示す。図５に示すように、背面投写型画像表示装置1は、筐体２内の下部に画像位置調整機構６に載置された光学ユニット３を、筐体２内の上部に平面ミラー４を、筐体２内の前面部にスクリーン５を配置している。

図５において、平面ミラー４は、スクリーン５上部を支持する部材である平面ミラー４の前端部とスクリーン５上部を支持する部材8で平面ミラー４の前端部を固定している。平面ミラー４の後端部は、自重による撓みを調整可能にするミラー支持機構７により、筐体２上部に取り付けられている。平面ミラー４の調整は筐体２背面の開口部９から調整を行なう。

次に、ミラー支持機構７について説明する。

図１、2において、ミラー支持機構７は、ミラーを支持するミラー支持部材71、ミラー支持部材71に対してスライド可能に取り付けられたミラー上下部材72、ミラー上下部材72の位置を調整するねじ74、板ナット75、六角ナット76から構成され、図１に示すように、コの字の板金である取り付け部材73を介して背面投写型画像表示装置1の天板に取り付けられている。

図２において、ミラーを支持するミラー支持部材71は、ミラー上下部材72を平面ミラー4の一辺の方向に沿ってスライドさせるための溝711、穴712、板ナット75を挿入させる穴713、平面ミラー４の背面側の一辺を載せるためのリブ714、コの字の板金である取り付け部材73とミラー支持機構７とを固定するねじ77、78をねじ込むための穴715及び716を有する。平面ミラー4を上下させるミラー上下部材72は、ミラーを支持するミラー支持部材71の溝711に挿入してスライドさせるための部材721と位置調整ねじ74に押し付けるための弾性部材722が溶着されている。そして、位置調整ねじ74を挿入する穴723を有している。

図３及び4において、平面ミラー4の背面側の一辺を上下させるミラー支持機構について説明する。図３は、本発明の実施形態1に係るミラー支持機構7における無動作状態の断面図を示す。無動作状態においては、平面ミラー4はミラー支持機構7におけるリブ714に置かれている。平面ミラー4を上下させるミラー上下部材72は、平面ミラー4に接しないように、位置調整ねじ74で調整して、板ナット75及び六角ナット76で固定されている。平面ミラー4を上下させるミラー上下部材72がガタつかないように板ばね等の弾性部材722でミラー上下部材72を位置調整ねじ74の頭に押し付けている。次に、平面ミラー4を持ち上げるミラー支持機構7について述べる。図４は、平面ミラーを持ち上げた状態の断面図を示し、図３において、ミラー支持部材71とミラー上下部材72とが当接しているところのミラー支持部材71の溝711におけるＡ点を中心として、位置調整ねじ74を矢印Ｂ方向にねじ込むことにより、ミラー上下部材72が時計回りに回転させることで、平面ミラー4を持ち上げることができる。その状態を示す図が図４である。

以上の構成において、スクリーン上に投写されたピン歪みを調整する方法について説明する。

図６は、図７に示すような平面ミラー４が自重によって撓んだ場合のスクリーン上に投写された画像を示す。図７において、平面ミラー4の後面部が中心に対して、それぞれ、a'、b'の位置が重力により撓んでいる。それにより、スクリーンにおける投写画像51の下辺のピン歪み52は、画面中心からa、bの位置が最大で、図６に示すようになる。

このピン歪み52を調整するには、ミラー支持機構7におけるミラー上下部材72を平面ミラー４の中心に対して、それぞれ、a'、b'の位置に配置させる。なお、aとa'、bとb'との相対関係はほぼ相似の関係にある。次に、平面ミラー４の後面側の撓みを調整するために、位置調整ねじ74をねじ込むことで、平面ミラー４の後面部の辺を押圧するミラー上下部材72を時計回りに回転させることにより、図４に示すように平面ミラー４の後面部の辺を持ち上げ、画像のピン歪を調整する。スクリーン上の画像を見ながら、ピン歪が最小になるように各位置調整ねじ74を調整する。ピン歪調整が終了したら、ミラー支持機構7における六角ナット76を締めて、ミラー上下部材72を固定する。

ミラー支持機構7において、ミラー上下部材72は取り外し可能なので、ピン歪みの調整箇所の数により増減可能である。

（第２の実施形態）
図８は実施形態2の背面投写型画像装置における全体図、図９はミラー調整機構、図１０はミラー調整機構の詳細図、図１１はミラー調整機構の説明図を示す。

実施形態２は、実施形態１の投写型画像装置において、平面ミラー４を回動することにより画像歪み調整を可能にしたものである。

図８において、平面ミラー４の後端部は、自重による撓み及び画像歪みを調整可能にするミラー調整機構７により、筐体２上部に取り付けられている。他の構成は実施例1と同一である。

図９は、図８におけるミラー調整機構１2の構成を示す。同図において、ミラー調整機構12は、平面ミラー４の背面側を支持するミラー支持部材71、ミラー支持部材71を筐体に支持する取り付け部材731、及び取り付け部材731に取り付けられた画像歪みを調整するための画像歪み調整ねじ795及び796、画像歪み調整ねじ795及び796を支持する画像歪み調整ねじ支持板791及び792から構成される。

図１０は、図９におけるミラー調整機構12の詳細図を示し、下方向から見た図である。図１０において、実施形態1におけるピン歪調整に加えて、画像歪み調整ねじ795及び796は、取り付け部材731に取り付けられており、左右の画像歪み調整ねじ795及び796を上下することで画像歪みを調整する。

以上の構成において、スクリーン上に投写された縦台形画像を調整する方法について説明する。ミラー支持部材71の左右下部に配置された画像歪み調整ねじ795及び796を上下することで画像歪みを調整する。スクリーン上の画像を見ながら、縦台形が最小になるように画像歪み調整ねじ795及び796を調整する。スクリーンに投写された画像が図１１(a)に示すような場合には、平面ミラー４を平面ミラー４の前面部Cを回転中心として反時計方向に回動する。つまり、左右の画像歪み調整ねじ795及び796を下げる。スクリーンに投写された画像が図１１(ｂ)に示すような場合には、平面ミラー４を平面ミラー４の前面部Cを回転中心として時計方向に回動する。つまり、左右の画像歪み調整ねじ795及び796を上げる。

画像歪み調整が終了したら、ミラー調整機構12における六角ナット793及び794を締めて、ミラー支持部材71を固定する。

本発明の実施形態1に係るミラー支持機構の全体図。 本発明の実施形態1に係るミラー支持機構の分解斜視図。 本発明の実施形態1に係るミラー支持機構の無動作状態の断面図。 本発明の実施形態1に係るミラー支持機構の平面ミラーを持ち上げた状態の断面図。 実施形態1の背面投写型画像装置における全体図。 スクリーンに投写した画像。 平面ミラーの自重によって発生する撓みの状態の説明図。 実施形態２の背面投写型画像装置における全体図。 本発明の実施形態2に係るミラー調整機構。 本発明の実施形態2に係るミラー調整機構の詳細図。 本発明の実施形態2に係るミラー調整機構の説明図。 背面投写型画像装置における全体図。

符号の説明

1 背面投写型画像表示装置
2 筐体
3 光学ユニット
4 天井ミラー
5 スクリーン
6 位置調整機構
7 ミラー支持機構
8 平面ミラー４の前端部とスクリーン５上部を支持する部材
9 筐体２背面の開口部
10 平面ミラー４の後端側で光路変更される光線
11 平面ミラー４の前端側で光路変更される光線
12 ミラー調整機構

Claims (2)

1. 光源からの光を反射させて、スクリーンに像を投影させる平面ミラーの一辺の内、前記スクリーンの下部に反射光を投影させる辺を鉛直方向に支持、微調整するためのミラー支持機構であって、前記一辺の方向に沿ってスライド自在に支持している支持手段を有することを特徴とする前記ミラー支持機構。
2. 前記一辺を所定位置に持ち上げ配置するための粗調整支持手段を有することを特徴とする請求項１に記載の前記ミラー支持機構。

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