JP2007121554A - 投射型表示装置及びそれに用いられるプリズムユニット - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルとクロスプリズムとを一体に組み合わせて構成されるプリズムユニット２８を備えた投射型表示装置において、プリズムユニット２８を台座部４７に螺子止めする際にクロスプリズム２５に傷が付くことを簡単な構成で確実に防止できる構造を提供する。
【解決手段】クロスプリズム２５に固定されるベース部品３０における投射レンズ２６側の前方１箇所とその反対側の後方２箇所の計３箇所に台座部４７に対する螺子止め部を有するプリズムユニット２８において、ベース部品３０におけるクロスプリズム２５を挟んで前方の螺子止め部４２ａと対向する位置に、クロスプリズム２５より突出する凸部４５を設けた構造とする。この構造では、プリズムユニット２８の螺子止め時に、凸部４５が螺子やドライバーからクロスプリズム２５を保護する働きを有し、これによって螺子やドライバーがクロスプリズム２５に接触して傷を付けてしまうことを効果的に防止できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、映像を投射して表示する投射型表示装置、及びこの投射型表示装置に用いられるプリズムユニットに関する。

従来から、投射型表示装置として、光源であるランプから発光された光をダイクロイックミラーによる色分離光学系で三原色の赤・緑・青の色光に分離するとともに、液晶パネルにより色光毎に映像情報に応じて変調し、変調後の各色光をクロスプリズムで合成して、そこで形成された映像を投射レンズによって拡大投射して表示するようにした、いわゆる三板式のプロジェクタが知られている。

このような投射型表示装置において、鮮明な映像を得るためには、液晶パネルとクロスプリズムの位置関係を正確に規定する必要がある。そのため従来この投射型表示装置では、液晶パネルをクロスプリズムに対し正確に位置決め状態でこれを一体に組み合わせて構成されるプリズムユニットを備えたものがある（例えば下記の特許文献１参照）。
特開２００５−２１５０６６号公報

このようなプリズムユニットは、その複数箇所において投射レンズの後方の台座部に螺子止めによって固定される構造となっているが、ここで投射レンズ側に螺子止め部がある場合、螺子を挿入する際や螺子を回すときに、螺子やドライバーがクロスプリズムに接触して傷を付けてしまうおそれがある。これを防止するために従来は、作業者が細心の注意を払って螺子止め作業を行っていたが、僅かな作業ミスによってクロスプリズムを傷付けてしまうおそれが大きかった。クロスプリズムに傷が付くと映像の劣化に繋がるので交換が必要となるが、クロスプリズムは高価なものであるため、大きな損失となってしまう。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、液晶パネルとクロスプリズムとを一体に組み合わせて構成されるプリズムユニットを備えた投射型表示装置において、プリズムユニットの螺子止めの際にクロスプリズムに傷が付くことを簡単な構成で確実に防止できる構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、
複数の色光を色光毎に映像情報に応じて変調する複数の液晶パネルと、この液晶パネルで変調された各色光を合成するクロスプリズムと、を一体に組み合わせて構成されるプリズムユニットと、
クロスプリズムによって形成された映像を投射する投射レンズと、
を備えて構成される投射型表示装置において、
プリズムユニットは、クロスプリズムに固定されるベース部品を備え、このベース部品における投射レンズ側の前方１箇所とその反対側の後方２箇所の計３箇所に台座部に対する螺子止め部を有するとともに、ベース部品においてクロスプリズムを挟んで前方の螺子止め部と対向する位置に、クロスプリズムより突出する凸部が設けられている構成としたものである。

上記の如く構成される本発明の投射型表示装置では、プリズムユニットを３箇所で螺子止めして台座部に固定する構造としたことにより、プリズムユニットは台座部との間に歪みが生じることなく安定した状態で確実に固定される。
そしてこの投射型表示装置においては、プリズムユニットを台座部に螺子止めする際に、ベース部材に設けられた凸部が螺子やドライバーからクロスプリズムを保護する働きを有し、これによって螺子やドライバーがクロスプリズムに接触して傷を付けてしまうことを簡単な構成で効果的に防止することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。
図１は、本発明による投影型表示装置の実施例としてビデオプロジェクタを示しており、即ちこのビデオプロジェクタ１は、その筐体２の前面３に表出する投影レンズ２６から前方のスクリーンに映像を投射して表示するものである。

このビデオプロジェクタ１に内蔵される光学系は、図２に示すように、光源であるランプ５、フライアイレンズ６、偏光変換素子７、コンデンサーレンズ８、ダイクロイックミラー９，１０、全反射ミラー１１，１２，１３、リレーレンズ１４，１５、フィールドレンズ１６，１７，１８、表示素子である液晶パネルを備えた３つのライトバルブ２０(Ｒ)，２０(Ｇ)，２０(Ｂ)、クロスプリズム２５、投射レンズ２６を有して構成されている。

この光学系では、ランプ５で発光された偏りのない白色光が先ずフライアイレンズ６から偏光変換素子７を透過して直線偏光光に変換されるとともにコンデンサーレンズ８で集光されて輝度むらのない均一の白色光が形成され、その輝度むらのない白色光がダイクロイックミラー９，１０を経由して３つのライトバルブ２０(Ｒ)，２０(Ｇ)，２０(Ｂ)に入射される。

その際、色分離手段であるダイクロイックミラー９，１０によって白色光が赤色光(Ｒ)・緑色光(Ｇ)・青色光(Ｂ)に分離され、赤色光はダイクロイックミラー９から全反射ミラー１１を介してフィールドレンズ１６で集光されて赤色用のライトバルブ２０(Ｒ)に入射する。また、緑色光は、ダイクロイックミラー１０からフィールドレンズ１７で集光されて緑色用のライトバルブ２０(Ｇ)に入射し、さらに青色光は、リレーレンズ１４、全反射ミラー１２、リレーレンズ１５、全反射ミラー１３を介してフィールドレンズ１８で集光されて、青色用のライトバルブ２０(Ｂ)に入射する。

３つのライトバルブ２０(Ｒ)，２０(Ｇ)，２０(Ｂ)は夫々、液晶パネル２１の入射側に偏光板２２とコントラスト改善素子２３を有するとともに出射側に偏光板２４を有して構成されており、入射側の偏光板２２で各色光の偏光方向が揃えられ、さらにコントラスト改善素子２３によって各色光のコントラストが最適化されて液晶パネル２１に入射される。

液晶パネル２１は各色に対応して印加された映像信号により各色光を変調し、この３つの変調光が出射側の偏光板２４を透過して偏光されて映像光となり、クロスプリズム２５に入射される。そして、クロスプリズム２５では各色の映像光が合成され、この合成された映像光が投射レンズ２６によってスクリーンに投射されてフルカラーの映像が映し出されるものである。
なお、このような光学系を内蔵するビデオプロジェクタには冷却ファンが備えられており、この冷却ファンから送風される冷却風によって発熱量の大きいランプやライトバルブ付近を効率的に冷却するようにしている。

上記の如き光学系を備えたビデオプロジェクタにおけるクロスプリズム付近の構造例を図３に示す。ここでは、各色のライトバルブ２０(Ｒ)，２０(Ｇ)，２０(Ｂ)を夫々構成する液晶パネル２１、コントラスト改善素子２３、偏光板２４と、各色光を合成するクロスプリズム２５と、を一体に組み合わせたプリズムユニット２８を有し、これが投射レンズ２６とともにアルミダイカスト製の基台４６に螺子止めによって固定されている。

このプリズムユニット２８のさらに詳細な構造を図４及び図５で説明する。図４は図３の一部を拡大して示すプリズムユニットの平面図、図５はプリズムユニットの全体構成を示す斜視図である。
このプリズムユニット２８においてクロスプリズム２５には、各色のライトバルブ２０(Ｒ)，２０(Ｇ)，２０(Ｂ)を夫々構成する液晶パネル２１、コントラスト改善素子２３、偏光板２４を取り付けるための樹脂製のベース部品３０が固定されている。このベース部品３０は、クロスプリズム２５の下側に配置される下部ベース３０ａと、クロスプリズム２５の上側に配置される上部ベース３０ｂと、により構成されており、何れも接着剤によってクロスプリズム２５に固定される。

液晶パネル２１は、これを保持する保持枠３２の四隅部に固定孔３３を有し、この固定孔３３にベース部品３０から突出されるピン３４を通した状態でその部分を接着剤で固着することにより、クロスプリズム２５に対し正確に位置決めされた状態で固定される。

コントラスト改善素子２３は、これを保持する保持枠３６を液晶パネルの保持枠３２に被せるように固定して液晶パネル２１の外側に取り付けられる。ここで図６に示す如くコントラスト改善素子２３は、保持枠３６の上枠部３６ａと下枠部３６ｂとの間に位置し、かつ保持枠３６の左右両側枠部３６ｃと３６ｄに形成された左右の突起部３７の間に嵌め込まれる状態で接着剤によって固定される。この場合、コントラスト改善素子２３は、その四隅部を保持枠３６の４箇所に設けられた突き当て面部３８に突き当てることによって前後左右の傾きが抑えられた状態で確実に保持枠３６に固定され、さらに上辺部を保持枠３６の上側枠部３６ａに形成された左右一対の突き当て凸部３９に突き当てることにより、面方向の回転が防止された状態で確実に保持枠に固定される。

そしてこのコントラスト改善素子２３は、保持枠３６を液晶パネルの保持枠３２に接着剤で固定して液晶パネル２１の外側に取り付けられる。ここで図５に示す如くコントラスト改善素子２３は、保持枠３６の四隅部を液晶パネルの保持枠３２の４箇所に設けられた突き当て凸部４０に突き当てることにより、液晶パネル２１に対する平行度が正確に保たれた状態で位置決め固定されるとともに、保持枠３６の左右両側枠部３６ｃ，３６ｄにおいて上下に形成された突起部４１ａと４１ｂの一方(本例では上方)の突起部４１ａを液晶パネルの保持枠３２の突き当て凸部４０に突き当てることで、面方向の回転が防止された状態で液晶パネル２１に対し正確に位置決め固定される構造となっている。

このように本例のプリズムユニット２８では、コントラスト改善素子２３が液晶パネル２１に対し正確に位置決めされた状態で固定されるので、安定したコントラスト改善効果が得られるものである。

またこのコントラスト改善素子２３は、これに用いられている光学補償フィルム(ＷＶフィルム)により、光学特性面での断熱効果が高い。そこで本例の光学系では、図２に示す如く、入射側の偏光板２２と液晶パネル２１との間にコントラスト改善素子２３を配置することにより、発熱量の大きい入射側の偏光板２２から液晶パネル２１を効果的に断熱する構成としてある。

そしてこの構成において本例のプリズムユニット２８では、図４及び図５に示す如く、コントラスト改善素子２３の保持枠３６を、液晶パネル２１の保持枠３２との間で所要の空間を確保し、かつ上下方向に開放されるダクト(管)構造となるように形成してあり、これよって冷却ファンから送風される冷却風が液晶パネル２１にスムーズに供給されるようにしている。このため液晶パネル２１が効率的に冷却されて、常に安定した映像を得ることができるものである。

上記の如く構成されるプリズムユニット２８は、図３及び図４に示す如く、クロスプリズム２５の前面(出射面)を投影レンズ２６側に向けた状態で、基台４６と一体の台座部４７に螺子止めによって固定される。本例の構成では、ベース部品３０の下部ベース３０ａにおける投射レンズ２６側の前方中央の１箇所とその反対側の後方左右２箇所の計３箇所に螺子止め部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが設けられており、この螺子止め部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの螺子穴に夫々螺子４３を通して台座部４７に固定するようにしている。

このように本例の構成では、プリズムユニット２８を３箇所で螺子止めして台座部４７に固定する構造としたことにより、プリズムユニット２８は台座部４７に対し安定した状態で固定される。即ち、プリズムユニット２８を４箇所以上で螺子止めする構造の場合、プリズムユニット２８は台座部４７の平面状態の影響を受けて台座部４７との間に歪みが生じ、不安定な固定状態となるが、本例のようにプリズムユニット２８の螺子止め部を３箇所とした構造では、プリズムユニット２８は台座部４７の平面状態の影響を受けず、台座部４７との間に歪みが生じることないので、安定した状態で確実に固定されることになる。

なお、このプリズムユニット２８には、ベース部品３０における上部ベース３０ｂの上面に円筒状の摘み部４４が設けられており、プリズムユニット２８をビデオプロジェクタに組み込むときや取り外しの際には、この摘み部４４を指先で摘んでプリズムユニット２８を簡単に持つことができるようになっている。

上記の如く本例のプリズムユニット２８は、その３箇所に螺子止め部４２ａ，４２ｂ，４２ｃを設けて台座部４７に安定して固定される構造となっているが、ここで前方中央の螺子止め部４２ａにおいて螺子止めを行う場合、投射レンズ２６とクロスプリズム２５との間の狭い空間に螺子とドライバーを挿入して螺子を回す際に、螺子やドライバーがクロスプリズム２５に接触して傷を付けてしまうおそれがある。

その対策として特に本例のプリズムユニットでは、図５に示すように、ベース部品３０の上部ベース３０ｂにおいて、クロスプリズム２５を挟んで前方中央の螺子止め部４２ａと対向する位置に、クロスプリズム２５の前面より突出する凸部４５を設けてある。

このような凸部４５を設けたプリズムユニット２８では、螺子やドライバーを上方から挿入して螺子止め作業を行う際に、凸部４５があることによって螺子やドライバーはクロスプリズム２５に接触しないようにガイドされる状態となり、即ち凸部４５が螺子やドライバーからクロスプリズム２５を保護する働きを有し、これによって螺子やドライバーがクロスプリズム２５に接触して傷を付けてしまうことを効果的に防止することができるものである。

図７は、プリズムユニットの他の構造例を示す。この例のプリズムユニット２８は、ベース部品３０の下部ベース３０ａと上部ベース３０ｂとを一体化したものである。即ちこの例では、ベース部品３０の下部ベース３０ａと上部ベース３０ｂとを連結柱部３０ｃで連結して一体に形成した構造を有し、ここでも図５の実施例と同様に上部ベース３０ｂに凸部４５を設けてあり、これによって螺子やドライバーがクロスプリズム２５に接触して傷を付けてしまうことを効果的に防止できる構造となっている。この例のプリズムユニット２８は、ベース部品３０の下部ベース３０ａと上部ベース３０ｂとを一体化した構造により、下部ベース３０ａと上部ベース３０ｂを夫々別個にクロスプリズム２５に固定する必要がないので、組立性がよいという利点がある。

なお、以上の実施例では、本発明による投射型表示装置として、映像を前方のスクリーンに投影して表示する前方投影式のビデオプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこの方式に限ることなく、スクリーンの背面から映像を投影する背面投影式の表示装置においても好適に採用できるものであることは言うまでもない。

本発明の実施例を示すビデオプロジェクタの斜視図である。 上記ビデオプロジェクタに内蔵される光学系の構成図である。 上記光学系におけるクロスプリズム付近の構造例を示す平面図である。 図３の一部を拡大して示すプリズムユニットの平面図である。 プリズムユニットの全体構成を示す斜視図である。 プリズムユニットにおけるコントラスト改善素子の正面図である。 プリズムユニットの他の構造例を示す斜視図である。

符号の説明

１…ビデオプロジェクタ(投射型表示装置)、２１…液晶パネル、２５…クロスプリズム、２８…プリズムユニット、２６…投射レンズ、３０…ベース部品、３０ａ…下部ベース、３０ｂ…上部ベース、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…螺子止め部、４３…螺子、４５…凸部、４７…台座部

Claims (4)

1. 複数の色光を色光毎に映像情報に応じて変調する複数の液晶パネルと、上記液晶パネルで変調された各色光を合成するクロスプリズムと、を一体に組み合わせて構成されるプリズムユニットと、
   上記クロスプリズムによって形成された映像を投射する投射レンズと、
   を備えて構成される投射型表示装置であって、
   上記プリズムユニットは、上記クロスプリズムに固定されるベース部品を備え、このベース部品における上記投射レンズ側の前方１箇所とその反対側の後方２箇所の計３箇所に台座部に対する螺子止め部を有するとともに、上記ベース部品において上記クロスプリズムを挟んで上記前方の螺子止め部と対向する位置に、螺子止めの際に上記クロスプリズムを保護するための凸部が上記クロスプリズムより突出して設けられていることを特徴とする投射型表示装置。
2. 複数の色光を色光毎に映像情報に応じて変調する複数の液晶パネルと、上記液晶パネルで変調された各色光を合成するクロスプリズムと、上記クロスプリズムによって形成された映像を投射する投射レンズと、を備えてなる投射型表示装置において、上記液晶パネルと上記クロスプリズムとを一体に組み合わせて構成されるプリズムユニットであって、
   上記クロスプリズムに固定されるベース部品を備え、このベース部品における上記投射レンズ側の前方１箇所とその反対側の後方２箇所の計３箇所に台座部に対する螺子止め部を有するとともに、上記ベース部品において上記クロスプリズムを挟んで上記前方の螺子止め部と対向する位置に、螺子止めの際に上記クロスプリズムを保護するための凸部が上記クロスプリズムより突出して設けられていることを特徴とするプリズムユニット。
3. 上記ベース部品は、上記クロスプリズムの下側に配置される下部ベースと、上記クロスプリズムの上側に配置される上部ベースと、により構成され、上記上部ベースに上記凸部を形成したことを特徴とする請求項２に記載のプリズムユニット。
4. 上記ベース部品は、上記下部ベースと上記上部ベースとを一体に形成したことを特徴とする請求項３に記載のプリズムユニット。
   

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