JP2008175900A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学ブロックから出射された投射光を反射ミラーで反射してスクリーンに映す構成の画像表示装置において、スクリーンに表示される画像の位置の調整が容易である画像表示装置を提供する。
【解決手段】表示する画像の投射光を出射する光学ブロック５と、投射光を反射する反射ミラー９と、反射ミラー９で反射された投射光を受けて画像を表示するスクリーン１１と、光学ブロック５が出射する投射光１９の光軸ＣＬ１と反射ミラー９の反射面９ａとの交点を通って延びた軸まわりにおける反射ミラー１１の回動角度を調整する反射ミラー姿勢調整手段２１とを有する画像表示装置１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置に係り、特に、光学ブロックから出射された投射光をミラーで反射しスクリーンに映すものに関する。

従来、投射ユニット（光学ブロック）と反射鏡（反射ミラー）とスクリーンユニット（スクリーン）とを備えた投射型表示装置（画像表示装置）において、前記投射ユニットから出射された投射光を前記反射鏡で反射し前記スクリーンユニットに投射する構成のものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

また、光学エンジン（光学ブロック）と全反射ミラーとハーフミラー（反射ミラー）と外部スクリーン（スクリーン）とを備えた投射表示装置（画像表示装置）において、前記光学エンジンから出射された投射光を前記全反射ミラーと前記ハーフミラーとで反射し前記外部スクリーン投射する構成のものが知られている（たとえば、特許文献２参照）。
特開平１０−１３３２８０号公報 特開２００１−９４９０５号公報

ところで、前記各特許文献に記載の画像表示装置では、前記スクリーンに表示される画像の位置等を調整するために、前記反射ミラーの姿勢を所定の軸を中心にして回動し調整している。特許文献１に記載の画像表示装置では、適宜の部位に設けた回動支軸（軸）まわりにおける反射ミラーの回動角度を調整するようになっており、また、特許文献２に記載の画像表示装置では、反射ミラーの一端部側に位置している軸まわりにおける反射ミラーの回動角度を調整するようになっている。

したがって、反射ミラーの姿勢を調整することによって、スクリーンに表示される画像の位置がずれてしまう場合があり、スクリーン正確に画像を表示するためには別途、ミラーの調整機構が必要になる等、反射ミラーの姿勢の調整が煩雑であるという問題がある。また、画像表示装置を薄型化していくと調整精度がますます厳しくなる。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、光学ブロックから出射された投射光を反射ミラーで反射してスクリーンに映す構成の画像表示装置において、スクリーンに表示される画像の位置の調整が容易である画像表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、表示する画像の投射光を出射する光学ブロックと、前記投射光を反射する反射ミラーと、前記反射ミラーで反射された投射光を受けて前記画像を表示するスクリーンと、前記光学ブロックが出射する投射光の光軸と前記反射ミラーの反射面との交点もしくはこの交点の近傍を通って延びた軸まわりにおける前記反射ミラーの回動角度を調整する反射ミラー姿勢調整手段とを有する画像表示装置である。

請求項２に記載の発明は、表示する画像の投射光を出射する光学ブロックと、前記光学ブロックが出射した投射光を反射する非球面ミラーと、前記非球面ミラーで反射された投射光を反射する平面ミラーと、前記平面ミラーで反射された投射光を受けて前記画像を表示する平面状のスクリーンと、前記光学ブロックの光軸と前記平面ミラーの平面との交点もしくは前記光学ブロックの光軸と前記平面を延長した平面との交点を通り、または、前記いずれかの交点の近傍を通り、前記平面ミラーの平面と直交する方向以外の方向に延びた直線状の軸まわりにおける前記平面ミラーの回動角度を調整する平面ミラー姿勢調整手段とを有する画像表示装置である。

請求項３に記載の発明は、表示する画像の投射光を出射する光学ブロックと、前記光学ブロックが出射した投射光を反射する非球面ミラーと、前記非球面ミラーで反射された投射光を反射する平面ミラーと、前記平面ミラーで反射された投射光を受けて前記画像を表示する平面状のスクリーンと、前記光学ブロックの光軸によって規定される平面と前記平面ミラーの平面との交差部位に形成される直線状の第１の軸まわりにおける前記平面ミラーの回動角度を調整する第１の平面ミラー姿勢調整手段と、前記光軸と前記平面ミラーの平面を延長した平面との交点の近傍を通り、前記平面ミラーの平面と平行な方向であって前記第１の軸と直交する方向に延びた直線状の第２の軸まわりにおける前記平面ミラーの回動角度を調整する第２の平面ミラー姿勢調整手段とを有する画像表示装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の画像表示装置において、前記光学ブロックから出射されて前記スクリーンに至る投射光の光学系は、シフト光学系である画像表示装置である。

本発明によれば、光学ブロックから出射された投射光を反射ミラーで反射してスクリーンに映す構成の画像表示装置において、スクリーンに表示される画像の位置の調整が容易であるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像表示装置１の概略構成を示す図である。

以下、説明の便宜のために、水平方向の一方向をＸ軸方向とし、水平方向の他の一方向であってＸ軸方向に垂直な方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に垂直な方向（上下方向；鉛直方向）をＹ軸方向という場合がある。

また、たとえば、Ｘ軸方向は、画像表示装置１の左右方向になっており、Ｚ軸方向は、画像表示装置１の手前（表側；鑑賞者側）と奥（裏側）とを結ぶ方向（奥行方向）になっており、Ｚ軸方向の「＋」方向が画像表示装置１の手前側になり、Ｚ軸方向の「−」方向が画像表示装置１の奥側になっている。Ｙ軸方向の「＋」方向が画像表示装置の上側になっている。

画像表示装置１は、筐体３に設けられた光学ブロック５と非球面ミラー７と矩形な平面の反射面９ａを備えた平面ミラー（反射ミラー）９と矩形な平板状のスクリーン（たとえば、フレネルレンズ）１１とを備えている。なお、たとえば、筐体３に対する非球面ミラー７の位置決めをする位置決め機構（図示せず）を用いて、光学ブロック５と非球面ミラー７とは、相対的に高精度で筐体３に位置決めされて設けられている。

光学ブロック５は、表示する画像の投射光（光束；画像を変調してなる投射光）１９を出射するものであり、ランプまたはＬＥＤを発光源とする光源１３と、透過型の液晶表示素子１５と光学レンズ１７とを含んで構成されている。

光源１３からの光は、液晶表示素子１５および光学レンズ１７を通過し所定の角度で拡がる光束１９として放出される。液晶表示素子１５には画像信号処理部（図示せず）より画像信号が入力され、この画像信号は液晶表示素子１５において光変調され、この液晶表示素子１５を通過した光束１９が、入力された画像信号に対応した画像として光学ブロック５から放出されるようになっている。尚、以下の説明における画像は、動画と静止画とを含むものである。

液晶表示素子１５としては、透過型液晶表示素子もしくは反射型液晶表示素子を採用することができる。反射型の液晶表示素子を用いた場合、光源１３からの光がＬＣＯＳ２に投射され、ここで反射した光が画像として光学レンズ１７を介し光束１９として出射されるようになっている。

非球面ミラー７は、光学ブロック５が出射した光束１９を反射するものである。非球面ミラー７はたとえば、凹面になっている反射面７ａを備えており、光束１９は反射面７ａの一部の範囲で反射されるようになっている。

光学ブロック５が出射し非球面ミラー７で反射された光束１９は、平面ミラー９に向かって進み、平面ミラー９の反射面９ａの一部の範囲で反射されるようになっている。

スクリーン１１は、光学ブロック５が出射し非球面ミラー７で反射されさらに平面ミラー９で反射された光束１９を受けて画像を表示するようになっている。

また、画像表示装置１には、平面ミラー姿勢調整手段２１が設けられている。平面ミラー姿勢調整手段２１は、直線状の所定の軸まわりにおける平面ミラー９の回動角度を調整するものであり、前記所定の軸は、光学ブロック５が出射し非球面ミラー７で反射された光束１９の各光軸（結像系光軸；実際に出射されていなくてもよい。）ＣＬ１と平面ミラー９の平面（反射面）９ａとの交点もしくは平面９ａを延長した平面との交点を通っている軸である。さらに、前記所定の軸は、平面ミラー９の平面９ａと直交する方向以外の方向（平面ミラー９の平面９ａと平行な方向や平面ミラー９の平面９ａ内を通る方向、もしくは、平面ミラー９の平面９ａと直角以外の交差角度で交差する方向に延びている軸である。

なお、前記所定の軸が、前記交点の近傍を通り、さらに、平面ミラー９の平面９ａと直交する方向以外の方向に延びている軸であってもよい。

ここで、平面ミラー姿勢調整手段２１について、例を掲げてより詳しく説明する。

平面ミラー姿勢調整手段２１は、たとえば、第１の平面ミラー姿勢調整手段２３と第２の平面ミラー姿勢調整手段２５とで構成されている。

第１の平面ミラー姿勢調整手段２３は、光学ブロック５が出射し非球面ミラー７で反射された光束１９の光軸（結像系光軸；実際に出射されていなくてもよい）ＣＬ１によって規定される平面（図１の紙面と平行な平面であって光軸ＣＬ１を含む平面）と、平面ミラー９の平面９ａとの交差部位に形成される直線状の第１の軸（Ｙ軸に平行な軸であって平面ミラー９の反射面９ａ中央を通る軸）２７まわりにおける平面ミラー９の回動角度を調整するものである。

なお、第１の軸２７が、平面ミラー９の反射面９ａよりもＺ軸方向で「−」側に僅かに偏っていてもよい。すなわち、図１に示す第１の軸２７が、図１の左方向に僅かに移動した位置に存在し、たとえば、図１に示す第１の軸２７が平面ミラー９の厚さ方向（Ｚ軸方向）の中央部を通って、図１の上下方向に延びていてもよい（図１の軸２７ａ参照）。さらには、第１の軸２７が、図１に示す反射面９ａとは反対側の面（平面ミラー９の厚さ方向における反対側の面；Ｚ軸方向における反対側の面）を通って、図１の上下方向に延びていてもよい。

第２の平面ミラー姿勢調整手段２５は、光軸ＣＬ１と平面ミラー９の平面９ａを延長した平面との交点Ｐ１（図１参照）を通る軸２９であって、平面ミラー９の平面９ａを延長した平面内を第１の軸２７と直交する方向に延びた直線状の第２の軸（Ｘ軸に平行な軸）２９まわりにおける平面ミラー９の回動角度を調整するものである。

なお、第２の軸２９が、平面ミラー９の平面９ａよりもＺ軸方向で「−」側に僅かに偏っておりさらにＹ軸方向で「＋」に僅かに偏っていてもよい。すなわち、図１に示す第２の軸２９が、図１の左上向に僅かに移動した位置に存在し、たとえば、平面ミラー９の下端の近傍で平面ミラー９の厚さ方向（Ｚ軸方向）の中央部を通り、図１の紙面に直交する方向に延びていてもよい（図１の軸２９ａ参照）。第２の軸２９ａは、すでに理解されるように、交点Ｐ１の近傍を通り、平面ミラー９の反射面９ａと平行な方向であって第１の軸２７と直交する方向に延びた直線状の軸である。なお、第２の軸２９が、図１に示す反射面９ａとは反対側の面を通って、図１の紙面に直角な方向に延びていてもよい。

光学ブロック５から出射されてスクリーン１１に至る光束１９の光学系は、シフト光学系になっている。シフト光学系とは、投射レンズ１７のイメージサークルの中心と液晶表示素子１５の画像中心をシフトさせている光学系である。シフト光学系を採用していない場合、投射レンズのイメージサークルと液晶表示素子の中心が一致するため、投射レンズの光軸の延長上の点がスクリーン上に投影された画面の中心となる。シフト光学系は、投射レンズ（光学レンズ）１７のイメージサークルの中心と液晶表示素子１５の画像中心をシフトさせているので、投射レンズ１７の光軸ＣＬ１の延長上の点とスクリーン１１上に投影された画面の中心がシフトする。

シフト光学系を採用したことによって、光束１９は、光学レンズ１７の光軸ＣＬ１を含まない範囲（図１では光軸ＣＬ１より下方側）を通過するように構成されている。換言すれば、光学ブロック５から出射される光束１９は、光軸ＣＬ１を含まずに、光軸ＣＬ１の一方の側（図１では光軸ＣＬ１より下方側）の範囲で形成されている。なお、シフト光学系において、光学ブロック５から出射される光束１９が、光軸ＣＬ１を含んでいてもよい。ただし、光束１９が光軸ＣＬ１の一方の側の範囲に偏っているものとする。

なお、シフト光学系を採用したことにより、光学ブロック５から光束１９の光軸ＣＬ１部分が出射されない場合においては、平面ミラー９の平面状の反射面９ａと光学ブロック５の光束１９の光軸ＣＬ１とがお互いに交差する事態は発生しない。このような場合においては、光学ブロック５から光軸ＣＬ１の投射光が出射されるものと想定し、また、平面ミラー９の平面状の反射面９ａも延長されているものと想定し、前記交点を想定するものとする。

ここで、画像表示装置１について例を掲げてさらに詳しく説明する。

筐体３は、キャビネット（バックカバー）３１と、キャビネット３１の内側に一体的に設置される内装体３９とを備えて構成されている。

図２は、筐体３を構成するキャビネット（バックカバー）３１の概略構成を示す斜視図であり、図３と図４は、内装体３９の概略構成を示す斜視図である。

内装体３９は、キャビネットボディ３３とキャビネットフレーム３５（ミラーベース３７を含む）とを備えて一体的に構成されている。

キャビネットボディ３３は、光学ブロック５等の光学系や電気回路等を内部に収納する部分であって、一番低い位置（底）に存在している。キャビネットフレーム３５は、梁状構造を有してキャビネットボディ３３の上に隣接して設けられている。そして、キャビネットフレーム３５は、キャビネットボディ３３、平面ミラー９、スクリーン１１の光学寸法を確保する役割を担っている。平面ミラー９を支持しているミラーベース３７は、キャビネットボディ３３およびキャビネットフレーム３５と接続されて一体的に設けられている。

より詳しく説明すると、スクリーン１１は、Ｚ軸方向の「＋」側（図３では奥側；図４では手前側）の端部の近傍でキャビネットフレーム３５に一体的に設けられている。スクリーン１１は前述したように矩形状に形成されており、縦方向がＹ軸方向になっており、横（幅）方向がＸ軸方向になっており、厚さ方向がＺ軸方向になっている。スクリーン１１（スクリーン１１の画像投影面）の横寸法と縦寸法との比は、たとえば、１６：９もしくは４：３になっている。

ミラーベース３７は、たとえば矩形な平板状に形成されており、スクリーン１１よりも小さく平面ミラー９よりも僅かに大きくなっている。また、ミラーベース３７は、Ｚ軸方向では「−」側（図３では手前側；図４では奥側）の端部の近傍で、Ｘ軸方向では中央部で、Ｙ軸方向では下側でキャビネットフレーム３５に設けられている。なお、ミラーベース３７も、縦方向がＹ軸方向になっており、横（幅）方向がＸ軸方向になっており、厚さ方向がＺ軸方向になっている。

平面ミラー９も、たとえば矩形な平板状に形成されており、縦方向がＹ軸方向になり、横（幅）方向がＸ軸方向になり、厚さ方向がＺ軸方向になるようにして、Ｚ軸方向の「−」側（図３では手前側；図４では奥側）でミラーベース３７からＺ軸方向の「＋」側に僅かに離れて設けられている。なお、平面ミラー９はミラーベース３７に支持されており、各平面ミラー姿勢調整手段２５、２７でミラーベース３７（非球面ミラー７、スクリーン１１）に対する姿勢が調整されるようになっている。なお、光学ブロック５や非球面ミラー７は、キャビネットボディ３３内に一体的に設けられている。

そして、光学ブロック５から出射された光束１９は、図１に示すように、Ｚ軸「＋」側Ｙ軸「−」側の斜め下方向に向かい、筐体３内の下部かつ表側の内側に設けられている凹な非球面ミラー７の反射面７ａで反射された後に、反転してＺ軸「−」側Ｙ軸「＋」側の斜め上方向に向かい、平面ミラー９で反射されるようになっている。平面ミラー９で反射された光束１９は、Ｚ軸「＋」側Ｙ軸「＋」側の斜め上方向に向かい、スクリーン１１に拡大されて投射され、鑑賞者の目に映るようになっている。

なお、すでに理解されるように、光学ブロック５からＺ軸「＋」方向に出射された光束１９の光軸ＣＬ１と、非球面ミラー７で反射された光束１９の光軸ＣＬ１とで規定される平面は、Ｘ軸と直交している。すなわち、Ｙ軸方向とＺ軸方向とに展開している。また、前記規定される平面は、光学ブロック５、非球面ミラー７、平面ミラー９、スクリーン１１の中央部を通過している。

また、シフト光学系を採用していない場合においては、投射レンズ（光学レンズ）１７のイメージサークルの中心と液晶表示素子１５の画像中心とが一致している。シフト光学系を採用した場合においては、投射レンズ（光学レンズ）１７のイメージサークルの中心と液晶表示素子１５の画像中心とをずらしてある。

画像表示装置１では、光学レンズ１７を下側にシフトさせてイメージサークルの中心を液晶表示素子１５の画像表示部の辺近傍に一致させている。光学レンズ１７を射出した光（光束）は、スクリーン１１上で結像するが、スクリーン１１に入射した光は、スクリーン１１に直角に入射するわけではなく、投射レンズ１７を射出した光はスクリーン１１に対し上側に打ち上げる様に入射する。したがって、スクリーン１１はフレネル中心がシフトに対応してスクリーン１１の下側近傍に設定されており、光の指向性をスクリーン観測者に向けている。その結果、奥行きが短い投影装置の空間で必要な光学的距離を確保することができ、装置の薄型化（スリム化）が達成される。

ここで、各平面ミラー姿勢調整手段２５、２７等について、例を掲げてより詳しく説明する。

図５は、平面ミラー９を保持する保持部材４１、各平面ミラー姿勢調整手段２５、２７を構成するアジャスター機構４３やロック機構４５の概略構成を示す斜視図である。

まず、平面ミラー９の保持形態について説明する。

平面ミラー９を保持する保持部材４１は、「ロ」字状の上側フレーム４９と細長い板状のホルダ部材５１と棒状の下側フレーム４７とを備えて構成されている。なお、上側フレーム４９や下側フレーム４７は、たとえば、薄い板状の金属部材を折り曲げ加工することによって形成されている。上側フレーム４９は、たとえば、４つの棒状の部材をボルト等の締結部材を用いてお互いに締結することで、「ロ」字状に形成されている。さらに、下側フレーム４７の長手方向の両端部には、詳しくは後述する軸部材５５を設置するための設置片４７ａが設けられている。なお、下側フレーム４７は、ボルト等の締結部材を用いてミラーベース３７に一体的に設けられている。

「ロ」字状の上側フレーム４９の縦横寸法は平面ミラー９の縦横寸法よりも僅かに大きくなっている。また、図１０に示すように、間にゴムや合成樹脂の発砲体等の弾性体５７を入れ、上側フレーム４９とホルダ部材５１とで平面ミラー９の周辺端部を挟み込むことにより、平面ミラー９が上側フレーム４９に一体的に保持されている。なお、図５では、平面ミラー９の表示は省略してある。

下側フレーム４７の各設置片４７ａには、ボルト等で構成された軸部材５５が一体的に設けられている。上側フレーム４９の幅方向の両端部で上側フレーム４９の下端部近傍には、係合孔（図示せず）が設けられている。そして、前記係合孔が軸部材５５に係合することによって、上側フレーム４９に保持されている平面ミラー９が、図１の軸（Ｘ軸に平行な軸）２９ａを中心にして回動するようになっている。

上側フレーム４９の幅方向の中央部であって上側フレーム４９の上端には、アジャスター機構４３（４３Ｂ）が設けられている。

図６は、アジャスター機構４３Ｂの概略構成を示す斜視図であり、図５におけるＶＩ部の拡大図である。図７は、図６におけるＶＩＩ矢視図であり、図８は、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す図であり、図９は、図７におけるＩＸ矢視図である。

アジャスター機構４３Ｂは、第１のアジャスター構成部材５９と六角穴付きボルト６１等のネジ部材と第２のアジャスター構成部材６３とを備えて構成されている。各アジャスター構成部材５９、６３は、たとえば金属の板状部材を折り曲げて形成されている。

六角穴付きボルト６１は、第１のアジャスター構成部材５９に回転自在に係合している。したがって、六角穴付きボルト６１はこの中心軸を回転中心にして、第１のアジャスター構成部材５９に対して回転自在になっている（図８の矢印参照）と共に、この回転によっても、前記中心軸の延伸方向（図８の左右方向）には、移動しないようになっている。

また、六角穴付きボルト６１は、第２のアジャスター構成部材６３に螺合している。そして、六角穴付きボルト６１が図８の矢印のように回転することによって、第２のアジャスター構成部材６３が、図８の左右方向に移動するようになっている。

第１のアジャスター構成部材５９は、ネジ等の締結部材（図示せず）を用いてミラーベース３７に一体的に設けられている。また、第２のアジャスター構成部材６３は、ネジ等の締結部材（図示せず）を用いて上側フレーム４９に一体的に設けられている。

アジャスター機構４３Ｂが上述したように構成されているので、六角穴付きボルト６１を回転すると、上側フレーム４９（平面ミラー９）が、図１に示す軸２９ａを中心にして回動し、軸２９ａまわりにおける平面ミラー９の姿勢（回動角度）を調整することができるようになっている。なお、調整角度の範囲は、たとえば、±０．８°程度になっている。

また、図９に示すように、第１のアジャスター構成部材５９には、目盛が付されている目盛片６７が設けられており、第２のアジャスター構成部材６３には、前記目盛を指示するための指示片６５が設けられており、平面ミラー９の姿勢の調整を行なう者が平面ミラー９の概略の姿勢を認識することができるようになっている。したがって、平面ミラー９を交換等して、平面ミラー９の姿勢を再調整する際の目安になる。

ところで、上側フレーム４９の幅方向の端部であって上側フレーム４９の上方には、ロック機構４５Ｂが設けられている。ロック機構４５Ｂは、上側フレーム４９の幅方向の両側に設けられている。

図１１は、ロック機構４５Ｂの概略構成を示す図であり、図１１（ａ）は、図５におけるＸＩ矢視図（拡大矢視図）であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるＸＩＢ矢視図であり、１１（ｃ）は、図１１（ａ）におけるＸＩＣ−ＸＩＣ矢視図である。

ロック機構４５Ｂは、第１のロック機構構成部材６９と第２のロック機構構成部材７３と六角穴付きボルト７７等のネジ部材とを備えて構成されている。各ロック機構構成部材６９、７３は、たとえば金属の板状部材を折り曲げて形成されている。

第１のロック機構構成部材６９は、ボルト等の締結部材を用いて上側フレーム４９に一体的に設けられており、第２のロック機構構成部材７３は、ボルト等の締結部材を用いてミラーベース３７に一体的に設けられている。

第１のロック機構構成部材６９は、図１１（ｂ）に示すように、平板状の被挟片７１を備えており、第２のロック機構構成部材７３は、お互いが平行になっている平板状の各挟片７５を備えている。そして、各挟片７５の間に被挟片７１が入り込んでいる。

平板状の被挟片７１や平板状の各挟片７５は、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に展開している。また、各挟片７５のうちで図１１（ｂ）の左側に存在している挟片７５には六角穴付きボルト７７に螺合しており、各挟片７５のうちで図１１（ｂ）の右側に存在している挟片７５には、六角穴付きボルト７７が貫通する貫通孔が設けられている。さらに、被挟片７１には、図１１（ｃ）に示すように、Ｚ軸方向に長い長孔７９が設けらており、この長孔に六角穴付きボルト７７が貫通している。

そして、六角穴付きボルト７７を緩めてある状態では、第２のロック機構構成部材７３に対して第１のロック機構構成部材６９（上側フレーム４９、平面ミラー９）が図１１（ｂ）の矢印の方向に移動するようになっており、六角穴付きボルト７７を締めると、被挟片７１が各挟片７５に挟み込まれて、第２のロック機構構成部材７３に対して第１のロック機構構成部材６９（上側フレーム４９、平面ミラー９）が固定されるようになっている。

したがって、六角穴付きボルト７７を緩めてある状態でアジャスター機構４３Ｂを用いて平面ミラー９の姿勢を調整した後、六角穴付きボルト７７を締めれば、平面ミラー９の姿勢が保持されるようになっている。

このように構成されているので、ロック機構４５ＢにおけるＸ軸方向（図１１（ｂ）の左右方向）の剛性が低くなっている一方で、ロック機構４５ＢにおけるＹ軸方向やＺ軸方向の剛性が高くなっている。したがって、六角穴付きボルト７７を締めたときの締め狂いの発生を防止することができる。なお、被挟片７１や各挟片７５が、Ｚ軸方向とＸ軸方向とに展開している構成であってもよい。さらには、被挟片７１や各挟片７５や六角穴付きボルト７７が、図１１（ｂ）の紙面に直角な方向に延びている軸を回転中心にして、任意の角度回転したところに位置している構成であってもよい。

下側フレーム４７の長手方向（Ｘ軸方向）の中央部には、軸部材５３が一体的に設けられている（図５参照）。上側フレーム４９の幅方向の中央部で上側フレーム４９の下端部には、係合孔（図示せず）が設けられている。そして、前記係合孔が軸部材５３に係合することによって、上側フレーム４９に保持されている平面ミラー９が、図１の軸（Ｙ軸に平行な軸）２７ａを中心にして回動するようになる。

上側フレーム４９の幅方向の一端部であってフレーム４９の下方には、アジャスター機構４３Ｂと同様に構成されたアジャスター機構４３Ａが設けられている。したがって、アジャスター機構４３Ａのボルトを回すことによって、図１に示す軸２７ａまわりにおける平面ミラー９の姿勢（回動角度）を調整することができるようになっている。なお、調整角度の範囲は、たとえば、±０．２°程度になっている。

また、上側フレーム４９の幅方向の他端部であってフレーム４９の下方には、ロック機構４５Ａが設けられている。

図１２は、ロック機構４５Ａの概略構成を示す図であり、図１２（ａ）は、図５におけるＸＩＩ矢視図（拡大矢視図）であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＸＩＩＢ矢視図である。

ロック機構４５Ａは、たとえば金属の板状部材を折り曲げて形成されているロック機構構成部材８１と六角穴付きボルト８５等のネジ部材とを備えて構成されている。ロック機構構成部材８１は、上側フレーム４９にボルト（図示せず）等の締結部材を用いて一体的に設けられている。

ロック機構構成部材８１には、平板状の係合片８３が設けられている。係合片８３は、Ｚ軸方向とＸ軸方向Ｙ軸方向の各成分を含む斜めな方向とに展開している。また、係合片８３には、Ｚ軸方向に長い長円状の貫通孔８７が設けられている（図１２（ｂ）参照）。そして、貫通孔８７を六角穴付きボルト８５が通過している、なお、六角穴付きボルト８５は、ミラーベース３７に螺合している。

そして、六角穴付きボルト８５を緩めてある状態では、ミラーベース３７に対してロック機構構成部材８１がＺ軸方向に移動するようになっており、六角穴付きボルト８５を締めると、ロック機構構成部材８１がミラーベース３７に固定され、平面ミラー９の姿勢が保持されるようになっている。

このように構成されているので、ロック機構４５Ｂの場合と同様にして、六角穴付きボルト８５を締めたときに締め狂いの発生を防止することができる。

なお、図３に示すように、ミラーベース３７には、各貫通孔Ｈ１が設けられており、これらの各貫通孔Ｈ１からは、各アジャスター機構４３の六角穴付きボルト６１（六角穴付きボルトの六角穴）を覗くことができるようになっている。各貫通孔Ｈ１から六角レンチ等の工具を挿入すれば、各アジャスター機構４３の六角穴付きボルト６１を回すことができ、したがって、平面ミラー９をミラーベース３７に取り付けた状態で、ミラーベース３７の裏側から平面ミラー９の姿勢を調整することができるようになっている。

また、ミラーベース３７には、各貫通孔Ｈ３が設けられており、平面ミラー９の姿勢を調整すべく平面ミラー９（上側フレーム４９）を回動したときに、平面ミラー９（上側フレーム４９）とミラーベース３７とがお互いに干渉することを防止することができるようになっている。

さらに、図２に示す貫通孔（キャビネット３１の幅方向の両側に設けられている貫通孔）Ｈ７や図３に示す空間Ｈ５から六角レンチ等の工具を挿入すれば、各ロック機構４５の六角穴付ボルト７７、８５を回すことができ、画像表示装置１の外側から各ロック機構４５の作動状態を変更することができるようになっている。なお、図２に示すキャビネット３１の裏蓋３１ａを取り外せば、各アジャスター機構４３の六角穴付きボルト６１を回すことができるようになっている。

また、平面ミラー９を交換する場合には、筐体３に対して着脱自在なスクリーン１１を筐体３から取り外し、ホルダ保持部材５１を上側フレーム４９から取り外すことになる。

画像表示装置１によれば、前記各軸２７ａ、２９ａまわりに回動させることによって平面ミラー９の姿勢を調整しているので、光学寸法の精度を確保しやすくなっており、スクリーン１１に表示される画像の位置調整が容易になっている。

すなわち、交点（平面ミラー９の平面を延長した平面と光軸ＣＬ１との交点）Ｐ１もしくはこの交点Ｐ１の近傍を中心にして回動することによって平面ミラー９の姿勢が調整されるので、平面ミラー９を回動しても、光束１９の光軸ＣＬ１の距離（光学ブロック５からスクリーン１１までの光軸光路の距離）がほとんど変化せず、平面ミラー９を回動することによって発生するビンボケ（スクリーン１１における画像のピンボケ）や台形ひずみの発生を抑えることができ、平面ミラー９の姿勢や位置の調整機構等を別途設けなくても、スクリーン１１に表示される画像の位置の調整を容易に行なうことができる。

また、第１の平面ミラー姿勢調整手段２３と第２の平面ミラー姿勢調整手段２５とを用いて、平面ミラー９の回動角度を独立して調整するようになっているので、平面ミラー９の回動角度の調整が一層容易になっている。

また、画像表示装置１によれば、シフト光学系を採用しているので、特開２００６−１８９６４４号公報に示されているように、結像光学系の設置の自由度が向上し、装置の薄型化や小型化をはかることができる。すなわち、光軸ＣＬ１が反射ミラー９の下側、スクリーン１１の下側を通るので、下側の光軸ＣＬ１の距離が殆ど変化せず、下側は、光学ブロック５と近いので光学的な精度が出やすくなっている。

さらに、画像表示装置１によれば、平面ミラー９が長方形状（横長：縦長が、たとえば１６：９または４：３になっている長方形状）になっており、平面ミラー９の縦方向がＹ軸方向になっており、平面ミラー９の横方向がＸ方向になっている。また、シフト光学系では、Ｙ軸方向において投射光が光軸の一方の側に存在している。

そして、第１の平面ミラー姿勢調整手段２３で、平面ミラー９の幅方向の中央でＹ軸方向に延伸している軸まわりにおける平面ミラー９の姿勢を調整し、第２の平面ミラー姿勢調整手段２５で、平面ミラー９の縦方向の一端部側（下側）でＸ軸方向に延伸している軸まわりにおける平面ミラー９の姿勢を調整している。

このように各姿勢調整手段２３、２５で平面ミラー９の姿勢を調整するようになっているので、Ｚ軸方向における平面ミラー９の調整スペースを小さくすることができ、装置の一層の薄型化をはかることができる。

すなわち、第１の平面ミラー姿勢調整手段２３による平面ミラー９の姿勢の調整では、平面ミラー９の幅方向の中央部で延伸している軸を中心に平面ミラー９を回動しているので、幅方向の両端部における平面ミラー９の移動量（回動による移動量）が、平面ミラー９の幅方向のたとえば一方の端部で平面ミラー９を回動する場合に比べて小さくなっている。

また、第２の平面ミラー姿勢調整手段２５による平面ミラー９の姿勢の調整では、平面ミラー９の縦方向の端部側（たとえば下部側）で平面ミラー９を回動しているので、平面ミラー９の縦方向の一端部（たとえば上端部）における平面ミラー９の移動量（回動による移動量）が大きくなる。

しかし、平面ミラー９は、前述したように縦寸法よりも横寸法が大きいので、第１の平面ミラー姿勢調整手段２３で平面ミラー９の姿勢調整をするときにおける平面ミラー９の幅方向の両端部における移動量と、第２の平面ミラー姿勢調整手段２５で平面ミラー９の姿勢の調整をするときにおける平面ミラー９の縦方向の端部における移動量とが、お互いに近似した移動量になり、Ｚ軸方向における平面ミラー９の調整スペースを小さくすることができる。

なお、図１３に示すように、非球面ミラー７を凸な反射面７ａを備えたミラーとしてもよい。この場合、光学ブロック５から出射される光束１９は、光軸ＣＬ１を含まずに、光軸ＣＬ１の一方の側（図１３では光軸ＣＬ１より上側）の範囲で形成されている。そして、光学ブロック５から出射された光束１９は、図１３に示すように、Ｚ軸「＋」側Ｙ軸「＋」側の斜め上方向に向かい、筐体３内の下部かつ表側の内側に設けられている凹な非球面ミラー７で反射された後に、反転しないでＺ軸「−」側Ｙ軸「＋」側の斜め上方向に向かい、平面ミラー９で反射されるようになっている。平面ミラー９で反射された光束１９は、Ｚ軸「＋」側Ｙ軸「＋」側の斜め上方向に向かい、スクリーン１１に拡大されて投射され、鑑賞者の目に映るようになっている。

また、上記説明では、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向を水平方向とし、Ｙ軸方向を上下方向としたが、Ｙ軸方向を水平方向としてもよい。さらには、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向がお互いに直交していれば、前記各方向が斜めな方向であってもよい。

また、画像表示装置１は、表示する画像の投射光を出射する光学ブロックと、前記光学ブロックが出射した投射光を反射する反射面を備えた反射ミラーと、前記反射ミラーで反射された投射光を受けて前記画像を表示する平面状のスクリーンと、前記光学ブロックが出射する投射光の光軸（結像系光軸；実際に出射されていなくてもよい）と前記反射ミラーの反射面との交点もしくはこの交点の近傍を通って延びた直線状の軸まわりにおける前記反射ミラーの回動角度を調整する反射ミラー姿勢調整手段とを有する画像表示装置の例である。

ただし、前述したように、シフト光学系を採用したことによって、光学ブロックから投射光の光軸部分が出射されない場合においては、前記反射ミラーの反射面と前記光学ブロックの投射光の光軸とがお互いに交差する事態は発生しない。このような場合においては、光学ブロックから光軸の投射光が出射されるものと想定し、また、前記反射ミラーの反射面が、光軸の出射光が他の出射光と同様に反射されるように延長されているものと想定し、前記交点を想定するものとする。

また、反射ミラーを前記軸まわりに回動することによって、前記反射ミラーの姿勢を調整しスクリーンに映る画像を良好なものにする必要があるので、前記軸は、上述した目的を達成することができる方向に延びているものとする。すなわち、前記反射ミラーとして平面状の反射面を備えた平面ミラーを例に掲げて説明すると、前述したように、前記軸は、前記反射ミラーの平面状の反射面と直交する方向以外の方向に延びている。仮に、前記軸が、前記反射ミラーの平面状の反射面と直交する方向に延びているとすると、前記軸まわりに反射ミラーを回動しても、光学ブロックに対する反射面の姿勢や位置に変化が起こらず、スクリーンに映る画像を良好なものにするような調整はできないからである。

本発明の実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。 筐体を構成するキャビネット（バックカバー）の概略構成を示す斜視図である。 内装体の概略構成を示す斜視図である。 内装体の概略構成を示す斜視図である。 平面ミラーを保持する保持部材、平面ミラー姿勢調整手段を構成するアジャスター機構やロック機構の概略構成を示す斜視図である。 アジャスター機構の概略構成を示す斜視図であり、図５におけるＶＩ部の拡大図である。 図６におけるＶＩＩ矢視図である。 図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す図である。 図７におけるＩＸ矢視図である。 上側フレームとホルダ部材とで平面ミラーの周辺端部を挟み込んだ状態を示す断面図である。 ロック機構の概略構成を示す図である。 ロック機構の概略構成を示す図である。 非球面ミラー７を凸な反射面を備えてミラーとした画像表示装置を示す図である。

符号の説明

１ 画像表示装置
３ 筐体
５ 光学ブロック
７ 非球面ミラー
９ 平面ミラー
９ａ 反射面
１１ スクリーン
１９ 光束
２１ 平面ミラー姿勢調整手段
２３ 第１の平面ミラー姿勢調整手段
２５ 第２の平面ミラー姿勢調整手段
２７、２７ａ 第１の軸
２９、２９ａ 第２の軸
ＣＬ１ 光軸
Ｐ１ 交点
Ｈ１、Ｈ３、Ｈ７ 貫通穴
Ｈ５ 空間

Claims (4)

1. 表示する画像の投射光を出射する光学ブロックと；
   前記投射光を反射する反射ミラーと；
   前記反射ミラーで反射された投射光を受けて前記画像を表示するスクリーンと；
   前記光学ブロックが出射する投射光の光軸と前記反射ミラーの反射面との交点もしくはこの交点の近傍を通って延びた軸まわりにおける前記反射ミラーの回動角度を調整する反射ミラー姿勢調整手段と；
   を有することを特徴とする画像表示装置。
2. 表示する画像の投射光を出射する光学ブロックと；
   前記光学ブロックが出射した投射光を反射する非球面ミラーと；
   前記非球面ミラーで反射された投射光を反射する平面ミラーと；
   前記平面ミラーで反射された投射光を受けて前記画像を表示する平面状のスクリーンと；
   前記光学ブロックの光軸と前記平面ミラーの平面との交点もしくは前記光学ブロックの光軸と前記平面を延長した平面との交点を通り、または、前記いずれかの交点の近傍を通り、前記平面ミラーの平面と直交する方向以外の方向に延びた直線状の軸まわりにおける前記平面ミラーの回動角度を調整する平面ミラー姿勢調整手段と；
   を有することを特徴とする画像表示装置。
3. 表示する画像の投射光を出射する光学ブロックと；
   前記光学ブロックが出射した投射光を反射する非球面ミラーと；
   前記非球面ミラーで反射された投射光を反射する平面ミラーと；
   前記平面ミラーで反射された投射光を受けて前記画像を表示する平面状のスクリーンと；
   前記光学ブロックの光軸によって規定される平面と前記平面ミラーの平面との交差部位に形成される直線状の第１の軸まわりにおける前記平面ミラーの回動角度を調整する第１の平面ミラー姿勢調整手段と；
   前記光軸と前記平面ミラーの平面を延長した平面との交点の近傍を通り、前記平面ミラーの平面と平行な方向であって前記第１の軸と直交する方向に延びた直線状の第２の軸まわりにおける前記平面ミラーの回動角度を調整する第２の平面ミラー姿勢調整手段と；
   を有することを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の画像表示装置において、
   前記光学ブロックから出射されて前記スクリーンに至る投射光の光学系は、シフト光学系であることを特徴とする画像表示装置。

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