JP2007155975A

JP2007155975A - Rear projection apparatus

Info

Publication number: JP2007155975A
Application number: JP2005349044A
Authority: JP
Inventors: Naomi Yamada; 直実山田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2007-06-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for adjusting the optical axis of a projection lens equipped with a return mirror, regarding a rear projection television, wherein the optical axis is adjusted in accordance with the occurrence of image distortion due to the deviation of a projection angle due to the assemblage error of a housing defining the relation of an optical system for a rear projection apparatus and a screen, then, high assemblage accuracy in a set screen frame and a projected image is attained, and also to provide an adjusting method thereof. <P>SOLUTION: The apparatus includes a mechanism that operates a second barrel and a return mirror cooperatively in accordance with the relation showing that the rotation of the return mirror becomes 1/2θ by taking an intersection with the optical axis horizontal surface on the return mirror surface to a rotating angle θ, regarding the angle adjustment of the second barrel being a lens barrel exit side lens part and the angle adjustment of the return mirror by using the intersection with the optical axis horizontal surface on the return mirror surface in common as a rotating axis. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、リアプロジェクションテレビに関し、光学エンジンの投写レンズの光軸調整機構ならびにその方法に関するものである。 The present invention relates to a rear projection television, and relates to an optical axis adjusting mechanism and a method for a projection lens of an optical engine.

背面投写による一体型のリアプロジェクションテレビにおいて大画面であると同時にコンパクトであることが強く要望されている。この要望に対して、投写レンズ折り返しミラー８を有する投写レンズユニット５を使用することにより、コンパクトなセット筐体２内に光学系１を構成可能とする技術が知られている。（例えば特許文献１を参照）
また、表示デバイスを備えており、光源ランプからの光が光学系を介して表示デバイスを介し表示された画像を投写レンズユニット５にてスクリーン３へ投写する構成であるため、表示デバイス取り付けの画像位置を大きなスクリーン３の正しい位置に投写することは困難が生じる場合があるため投写レンズユニット５に光軸調整機構を持たせて対応する技術が知られている。（例えば、特許文献２を参照）
近年、ＰＤＰや直視型のＬＣＤテレビなどフラットパネルディスプレイが一般化するなか、画面上の画像とテレビ筐体淵部とのずれに対する要求精度が厳しくなっている。
特開２００２―１０７６６３号公報特開２００５―１４８３５９号公報 In an integrated rear projection television by rear projection, there is a strong demand for a large screen and at the same time compact. In response to this demand, a technique is known in which the optical system 1 can be configured in a compact set housing 2 by using a projection lens unit 5 having a projection lens folding mirror 8. (For example, see Patent Document 1)
Further, since the display device is provided and an image displayed by the light from the light source lamp via the optical system via the display device is projected onto the screen 3 by the projection lens unit 5, an image attached to the display device is provided. Since it may be difficult to project the position to the correct position on the large screen 3, a technique is known in which the projection lens unit 5 is provided with an optical axis adjustment mechanism. (For example, see Patent Document 2)
In recent years, as flat panel displays such as PDPs and direct-view LCD TVs have become commonplace, the required accuracy with respect to the difference between the image on the screen and the TV casing collar has become strict.
JP 2002-107663 A JP 2005-148359 A

スクリーン３に対して表示デバイスの姿勢を正しく表示するためには投写レンズユニット５が組み込まれた光学系１をセット筐体２に対して正しい位置に組み付け、更にセット筐体２とスクリーン３と筐体ミラー４が正しい位置の関係性において成立する。スクリーン３に対する投写画像の位置ずれのうち、上下左右の位置ずれはピクセル表示デバイスを用いたリアプロジェクションテレビにおいてはセット組み立て後の電気調整による投写画像のＸＹ位置の微調整修正ができる。投写画像の回転方向については特許文献２にその詳細が開示されている。しかしながら光学系１とスクリーン３と筐体ミラー４の関係性を決めるセット筐体の組み付け誤差は回転方向だけではなく、図３のような投写角度に関しての誤差を持つことが発生する。投写角度のずれを生じた場合、スクリーン３に投写される画像は図３の（２）セット筐体２に対して光学系１が下倒れ状態になった場合、投写画像の画面下部が広がり、投写画像全体が下にずれたり、図３の（３）セット筐体２に対して上倒れ状態になった場合、投写画像の画面下部が狭まり、投写画像全体が上にずれたりする、画像の歪が発生する。このときスクリーン３上の投写画像は上と下でずれが生じ、表示デバイスの画素数で例えば５〜１０ドットのずれを発生する場合がある。この場合、既存の投写レンズユニットでは修正が難しく、セット筐体２への光学系１組み付け精度を向上するより他に方法がなかったが、セット筐体２は大きく、修正は困難である場合が多い。 In order to correctly display the orientation of the display device on the screen 3, the optical system 1 in which the projection lens unit 5 is incorporated is assembled in a correct position with respect to the set housing 2, and further, the set housing 2, the screen 3 and the housing are assembled. The body mirror 4 is established in the correct positional relationship. Among the positional deviations of the projected image with respect to the screen 3, the vertical and horizontal positional deviations can be finely adjusted and corrected for the XY position of the projected image by electrical adjustment after assembling the set in a rear projection television using a pixel display device. The details of the rotation direction of the projected image are disclosed in Patent Document 2. However, the assembly error of the set case that determines the relationship among the optical system 1, the screen 3, and the case mirror 4 has not only the rotation direction but also an error related to the projection angle as shown in FIG. When the deviation of the projection angle occurs, the image projected on the screen 3 is expanded in the lower part of the screen of the projected image when the optical system 1 is tilted down with respect to (2) the set housing 2 in FIG. When the entire projected image is shifted downward or is in a state of being tilted with respect to (3) the set housing 2 in FIG. 3, the lower portion of the projected image is narrowed and the entire projected image is shifted upward. Distortion occurs. At this time, the projected image on the screen 3 is shifted up and down, and a shift of, for example, 5 to 10 dots may occur in the number of pixels of the display device. In this case, correction is difficult with the existing projection lens unit, and there is no other method than improving the accuracy of assembling the optical system 1 to the set housing 2, but the set housing 2 is large and correction may be difficult. Many.

本発明はこのような投写角度に関しての誤差による投写画像の歪を修正できる光軸調整を実施することを可能とするリアプロジェクションテレビの投写レンズ折り返しミラーを有する投写レンズの光軸調整装ならびにその調整方法を提供するものである。 The present invention provides an optical axis adjustment device for a projection lens having a projection lens folding mirror of a rear projection television and an adjustment thereof capable of performing optical axis adjustment capable of correcting distortion of a projected image due to an error relating to the projection angle. A method is provided.

前記従来の課題を解決するために、本発明のリアプロジェクション装置は、
投写レンズ第一鏡筒と、投写レンズ第二鏡筒と、前記第一鏡筒の光軸を前記第二鏡筒に向かって反射するための折り返しミラーとを有し、前記第一鏡筒と前記第二鏡筒はチルト方向に可動できるよう構成された光学ブロックを有するリアプロジェクション装置において、
前記第二鏡筒のチルト角度θの移動に連動し、前記折り返しミラーが角度１／２θでチルトする構成としたことを特徴とするものである。 In order to solve the conventional problem, the rear projection apparatus of the present invention is:
A projection lens first lens barrel; a projection lens second lens barrel; and a folding mirror for reflecting the optical axis of the first lens barrel toward the second lens barrel; In the rear projection apparatus having an optical block configured to be movable in the tilt direction, the second lens barrel,
In conjunction with the movement of the tilt angle θ of the second lens barrel, the folding mirror tilts at an angle of 1 / 2θ.

さらに、前記光学ブロックは、前記第二鏡筒を駆動するための第一のウォームギアと、それに固定されている第一の歯車と、前記折り返しミラーを駆動するための第二のウォームギアと、それに固定されている第二の歯車とからなり、前記第一の歯車と前記第二の歯車は接続されるよう配置され、前記第二の歯車の直径が前記第一の歯車の直径の２倍であることを特徴とするものである。 Further, the optical block includes a first worm gear for driving the second lens barrel, a first gear fixed to the first worm gear, a second worm gear for driving the folding mirror, and a fixing to the first worm gear. The first gear and the second gear are arranged to be connected, and the diameter of the second gear is twice the diameter of the first gear. It is characterized by this.

さらに、前記第二の鏡筒は、バネにより可動方向の一方向に常に引っ張る力を加えることを特徴とする請求項１記載のリアプロジェクション装置。 The rear projection apparatus according to claim 1, wherein the second lens barrel applies a force that is always pulled in one direction of movement by a spring.

さらに、前記折り返しミラーは、バネにより可動方向の一方向に常に引っ張る力を加えることを特徴とするものである。 Further, the folding mirror applies a force that is always pulled in one direction of movement by a spring.

本発明の構成ならびに方法によって、光学系1のセット筐体２に取り付け後であっても、きわめて容易に短時間で高精度な調整を実施することが可能となり、調整工数削減による対コスト効果が期待できる。更に画面位置の要求を満たし、商品性能を向上することができる。 According to the configuration and method of the present invention, even after the optical system 1 is attached to the set housing 2, it is possible to carry out highly accurate adjustment in a very short time, and there is a cost effect due to the reduction of adjustment man-hours. I can expect. Furthermore, the requirements of the screen position can be satisfied and the product performance can be improved.

以下に、本発明の実施の形態の実施例について図面を参照して説明する。 Examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施の形態に係わるリアプロジェクション装置を示す斜視図（１）とその構成を示す断面図（２）である。また、図２は、投写レンズユニットの断面詳細図である。 FIG. 1 is a perspective view (1) showing a rear projection apparatus according to an embodiment of the present invention and a cross-sectional view (2) showing the configuration thereof. FIG. 2 is a detailed sectional view of the projection lens unit.

図１（２）において光学系１よりの投写画像の光軸９進行方向はリアプロジェクションテレビのセット筐体２に対して水平方向にあり、投写レンズ折り返しミラー８は所定の角度を持って投写レンズユニット５の内部に配置される。投写レンズ第一鏡筒６を保持する光学系１と投写レンズつば部１０は面を持って接している。そして、投写レンズつば部１０は固定ねじが挿入される穴を有し、光学系１に固定される。投写レンズ第二鏡筒７は投写レンズ折り返しミラー８の設定角度法線に対して、投写画像の光軸９の対称軸になる角度に保持される。この所定の角度とはリアプロジェクションテレビセット筐体設計によるスクリーン３位置と筐体ミラー４と投写レンズ折り返しミラー８の角度と光学系１の大きさと配置位置により設計的に決められるものである。 In FIG. 1B, the traveling direction of the optical axis 9 of the projected image from the optical system 1 is in the horizontal direction with respect to the set housing 2 of the rear projection television, and the projection lens folding mirror 8 has a predetermined angle. Arranged inside the unit 5. The optical system 1 holding the projection lens first lens barrel 6 and the projection lens collar 10 are in contact with each other with a surface. The projection lens collar 10 has a hole into which a fixing screw is inserted, and is fixed to the optical system 1. The projection lens second lens barrel 7 is held at an angle that becomes the axis of symmetry of the optical axis 9 of the projected image with respect to the set angle normal of the projection lens folding mirror 8. This predetermined angle is determined in design by the position of the screen 3 according to the rear projection television set housing design, the angle of the housing mirror 4 and the projection lens folding mirror 8, the size of the optical system 1, and the arrangement position.

さらに本発明の詳細な構成について説明する。図２は折り返しミラー８のついた投写レンズの断面である。図２に示すように投写画像の所定の打ち上げ角度１２は投写レンズ折り返しミラー８の投写画像の光軸９との接点水平方向を回転中心に考えられる。投写画像の打ち上げ角度１２を調整するには投写レンズ第二鏡筒７角度の変更とともに投写レンズ折り返しミラー８の取り付け角度を変更する必要があり、投写レンズ第二鏡筒７をθ分の変更を行う場合、投写レンズ折り返しミラー８は同じ方向に１/２θ変更する関係性が必要である。 Further, the detailed configuration of the present invention will be described. FIG. 2 is a cross section of the projection lens with the folding mirror 8. As shown in FIG. 2, the predetermined launch angle 12 of the projected image can be considered with the contact horizontal direction with the optical axis 9 of the projected image of the projection lens folding mirror 8 as the center of rotation. In order to adjust the launch angle 12 of the projected image, it is necessary to change the mounting angle of the projection lens folding mirror 8 together with the change of the projection lens second lens barrel 7 angle. When performing, the projection lens folding mirror 8 needs to have a relationship of changing 1 / 2θ in the same direction.

この関係性が崩れると投写レンズ第二鏡筒７内のレンズの中心軸がずれ、投写画像は投写レンズ第二鏡筒７内レンズの中心から、ずれた部分を透過するため、スクリーン３上での画像はスクリーン３画面上で中心と周辺とでのフォースのずれが生じ、いわゆる片ボケの状態になる。そのため、この関係性を保ちつつ簡便に調整できる機構を説明する。図４は本発明の光軸調整装置における調整機構の詳細を示す三面図である。 When this relationship is lost, the central axis of the lens in the projection lens second lens barrel 7 is shifted, and the projected image passes through the shifted portion from the center of the lens in the projection lens second lens barrel 7. In the image, a force shift occurs between the center and the periphery on the three screens, and the image becomes a so-called one-blurred state. Therefore, a mechanism that can be easily adjusted while maintaining this relationship will be described. FIG. 4 is a three-side view showing details of the adjusting mechanism in the optical axis adjusting device of the present invention.

投写レンズ第二鏡筒７は投写レンズ第一鏡筒６内の光軸９上に配置される投写レンズ折り返しミラー８と光軸９の接点の水平方向を回転軸１１に保持固定される機構、この回転軸１１を中心に回転する構造とする。また、回転軸１１を同じにして投写レンズ折り返しミラー８は回転できる。投写レンズ第二鏡筒７と光軸９とのなす角α＋θに調整されるとき、投写レンズ折り返しミラー８と光軸９はなす角α＋１／２θに調整する。 The projection lens second lens barrel 7 is a mechanism in which the horizontal direction of the contact point between the projection lens folding mirror 8 and the optical axis 9 disposed on the optical axis 9 in the projection lens first lens barrel 6 is held and fixed to the rotary shaft 11; A structure that rotates around the rotating shaft 11 is adopted. Further, the projection lens folding mirror 8 can be rotated with the rotation axis 11 being the same. When the angle α + θ formed by the projection lens second lens barrel 7 and the optical axis 9 is adjusted, the angle α + 1 / 2θ formed by the projection lens folding mirror 8 and the optical axis 9 is adjusted.

投写レンズ第一鏡筒の保持部１３にシャフト１４が固定される。また投写レンズ第二鏡筒の保持部１５に軸を同じくし固定される。ここに投写レンズ折り返しミラーから伸びたシャフト１４が貫通した状態で保持される。投写レンズ第一鏡筒の保持部１３にコイルバネ３３が取り付けてあり、折り返しミラー８を一方向に引っ張っている。さらに、コイルバネ３２が取り付けてあり、投写レンズ第二鏡筒保持部１５を引っ張っている。これにより、稼動部の部品組み付けがたは相殺されている状態にある。投写レンズ第二鏡筒保持部１５に歯車１９が固定されている。投写レンズ折り返しミラー８に歯車１８が固定されている。歯車１８の直径Ｌ１と歯車１９の直径Ｌ２はＬ１＝Ｌ２の関係である。さらにこの歯車１９との回転方向と直角方向に調整つまみつきウォームギア１６のギア部が接続されるよう配置されている。さらにこれに平行に歯車１８に接続した、調整つまみつきウォームギアと逆ねじがほどこされたウォームギア１７がある。この調整つまみつきウォームギア１６とウォームギア１７は投射レンズ第一鏡筒の保持部１３に支持され固定される。調整つまみつきウォームギア１６のシャフト上には歯車３１が固定されている。ウォームギア１７のシャフト上に歯車３０が固定されている。歯車３０と歯車３１は接続される関係に保持される。歯車３０の直径Ｌ３と歯車３１の直径Ｌ４の関係は２ｘＬ３=Ｌ４の関係である。このような構成のため、調整つまみつきウォームギア１６の調整つまみを回転すると歯車１９が回転し投射レンズ第一鏡筒７は回転軸１１をとり打ち上げ角を変更する。これと同時に歯車３１から回転動力が歯車３０に１/２の速さで伝わり、ウォームギア１８を回転し、歯車１８を回転させ、投射レンズ折り返しミラー８を同じ意方向に回転する。 A shaft 14 is fixed to the holding portion 13 of the projection lens first lens barrel. Further, the same axis is fixed to the holding portion 15 of the second projection lens barrel. Here, the shaft 14 extending from the projection lens folding mirror is held through. A coil spring 33 is attached to the holding portion 13 of the first projection lens barrel, and pulls the folding mirror 8 in one direction. Further, a coil spring 32 is attached to pull the projection lens second lens barrel holding portion 15. As a result, the assembly of the parts of the operating part is offset. A gear 19 is fixed to the projection lens second barrel holding portion 15. A gear 18 is fixed to the projection lens folding mirror 8. The diameter L1 of the gear 18 and the diameter L2 of the gear 19 have a relationship of L1 = L2. Furthermore, it arrange | positions so that the gear part of the worm gear 16 with an adjustment knob may be connected to the direction orthogonal to the rotation direction with this gearwheel 19. Further, there is a worm gear with an adjustment knob and a worm gear 17 with a reverse screw connected to a gear 18 in parallel therewith. The worm gear 16 with adjustment knob and the worm gear 17 are supported and fixed to the holding portion 13 of the projection lens first lens barrel. A gear 31 is fixed on the shaft of the worm gear 16 with an adjustment knob. A gear 30 is fixed on the shaft of the worm gear 17. The gear 30 and the gear 31 are held in a connected relationship. The relationship between the diameter L3 of the gear 30 and the diameter L4 of the gear 31 is 2 × L3 = L4. Due to such a configuration, when the adjustment knob of the worm gear 16 with the adjustment knob is rotated, the gear 19 is rotated and the projection lens first lens barrel 7 takes the rotation shaft 11 and changes the launch angle. At the same time, rotational power is transmitted from the gear 31 to the gear 30 at a speed of 1/2, the worm gear 18 is rotated, the gear 18 is rotated, and the projection lens folding mirror 8 is rotated in the same direction.

これにより、調整つまみを回転することで投写レンズ第二鏡筒７と光軸９とのなす角α＋θに調整されるとき、投写レンズ折り返しミラー８と光軸９とのなす角α＋１／２θに調整することができる。 As a result, when the adjustment knob is rotated to adjust the angle α + θ between the projection lens second lens barrel 7 and the optical axis 9, the angle is adjusted to the angle α + 1 / 2θ between the projection lens folding mirror 8 and the optical axis 9. can do.

本発明によれば、リアプロジェクション装置に用いられる光学系とリアプロジェクション装置筐体内での位置ずれによる投写画像のひずみを簡便に修正できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the distortion of the projection image by the position shift in the optical system used for a rear projection apparatus and a rear projection apparatus housing | casing can be corrected simply.

本発明に係わるリアプロジェクション装置の斜視図（１）と断面図（２）Perspective view (1) and sectional view (2) of a rear projection apparatus according to the present invention 本発明に係わる投写レンズ断面図Projection lens sectional view according to the present invention （１）本発明に係わる光学系のセット筐体取り付け誤差による投写画像ひずみの正位置の説明図、（２）本発明に係わる光学系のセット筐体取り付け誤差による投写画像ひずみの軸ずれ（１）の説明図、（３）本発明に係わる光学系のセット筐体取り付け誤差による投写画像ひずみの軸ずれ（２）の説明図(1) Explanatory drawing of the projected image distortion due to the set housing mounting error of the optical system according to the present invention, (2) Axis deviation of the projected image distortion due to the set housing mounting error of the optical system according to the present invention (1 ), (3) An explanatory diagram of the axial displacement (2) of the projected image distortion due to the set housing installation error of the optical system according to the present invention. 本発明の実施例１の三面図Three views of Example 1 of the present invention

Explanation of symbols

１光学系
２セット筐体
３スクリーン
４筐体ミラー
５投写レンズユニット
６投写レンズ第一鏡筒
７投写レンズ第二鏡筒
８投写レンズ折り返しミラー
９光軸
１０投写レンズつば部
１１回転軸
１２打ち上げ角 α
１３投写レンズ第一鏡筒の保持部
１４シャフト
１５投写レンズ第二鏡筒の保持部
１６調整つまみつきウォームギア
１７ウォームギア
１８歯車A
１９歯車B
２１歯車
２２歯車
２３歯車
２４歯車
２５歯車
２６歯車
２７ウォームギア
３０歯車
３１歯車
３２コイルバネ
３３コイルバネ
３４コイルバネ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical system 2 Set housing | casing 3 Screen 4 Housing | casing mirror 5 Projection lens unit 6 Projection lens 1st lens barrel 7 Projection lens 2nd lens barrel 8 Projection lens folding mirror 9 Optical axis 10 Projection lens collar part 11 Rotating shaft 12 Launch angle α
13 Projection Lens First Lens Holder 14 Shaft 15 Projection Lens Second Lens Holder 16 Worm Gear with Adjustment Knob 17 Worm Gear 18 Gear A
19 Gear B
21 gear 22 gear 23 gear 24 gear 25 gear 26 gear 27 worm gear 30 gear 31 gear 32 coil spring 33 coil spring 34 coil spring

Claims

A projection lens first lens barrel; a projection lens second lens barrel; and a folding mirror for reflecting the optical axis of the first lens barrel toward the second lens barrel; In the rear projection apparatus having an optical block configured to be movable in the tilt direction, the second lens barrel,
A rear projection apparatus characterized in that the folding mirror tilts at an angle 1 / 2θ in conjunction with the movement of the tilt angle θ of the second lens barrel.

The optical block includes a first worm gear for driving the second lens barrel, a first gear fixed to the first worm gear, a second worm gear for driving the folding mirror, and a fixed to the first worm gear. The first gear and the second gear are arranged to be connected, and the diameter of the second gear is twice the diameter of the first gear. 2. The rear projection apparatus according to claim 1, wherein

The rear projection apparatus according to claim 1, wherein the second lens barrel applies a force that is always pulled in one direction of movement by a spring.

The rear projection device according to claim 1, wherein the folding mirror applies a force that is always pulled in one direction of movement by a spring.