JP2016200718A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの増大を招くことなく、信号ケーブルから輻射される電磁ノイズを低減できる投写型表示装置を提供する。
【解決手段】画像信号に基づく画像光を形成する表示素子、表示素子を制御する回路基板である表示素子制御回路基板及び表示素子で形成された画像光を投写レンズへ出力するプリズム部を備えたプリズムユニット３４と、表示素子制御回路基板３２に画像信号を伝送する信号ケーブル５に束ねられたグランド端子ケーブル５１の一端とプリズムユニット３４を保持する機構部品とを電気的に導通させる接地手段３７とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明はカラー画像を投写する投写型表示装置に関する。

投写型表示装置には、光源から出力された白色光を、例えば赤、緑、青の三原色の色光に分離し、分離した各色光を画像信号に基づいて光変調することでカラー画像を形成する構成が知られている。光変調により画像信号に基づく画像光を形成する画像形成素子（表示素子）には、例えばＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device：登録商標）が用いられる。
このＤＭＤを制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等が搭載されるＤＭＤ制御回路基板、並びに該ＤＭＤ制御回路基板に画像信号を伝送するための信号ケーブルからは、強い電磁波（電磁ノイズ）が輻射されることが従来から知られている。

電磁ノイズの輻射を抑制するための技術は、例えば特許文献１（特開２００５−１７４５２号公報）や特許文献２（特開２００６−２０８７１９号公報）に記載されている。
特許文献１には、ＤＭＤ制御回路基板の背面に固定されたヒートシンクからの不要な電磁ノイズの輻射を抑制するため、ＤＭＤ制御回路基板の接地端子とヒートシンクとの導電性を向上させて、ヒートシンクからの不要輻射を抑制することが記載されている。特許文献１に記載の技術では、ＤＭＤ制御回路基板の接地端子とヒートシンクとの間に弾性を有する導電部品を配置し、該導電部品を圧迫して弾性変形させることで、ＤＭＤ制御回路基板とヒートシンクとの接触面積を増大させて導電性を向上させている。
特許文献２には、機能別に設けられた複数の回路基板を一体化し、各回路基板を接続するコネクタやケーブルを無くすことで、該コネクタやケーブルからの不要輻射を低減することが記載されている。

特開２００５−１７４５２号公報 特開２００６−２０８７１９号公報

一般に、電磁ノイズの輻射を抑制するには、ノイズ源となる回路や素子を接地された金属板等で完全に覆うことでシールドすればよい。しかしながら、上述したＤＭＤは入射光を光変調して出射する光学部品であるため、ＤＭＤやＤＭＤを搭載したＤＭＤ制御回路基板全体を金属板等で覆うシールド構造を採用することはできない。そのため、特許文献１では、ノイズ源の一つであるヒートシンクの接地性を強化して電磁ノイズの輻射を低減する手法を提案している。
しかしながら、特許文献１は、ＤＭＤ制御回路基板に画像信号を伝送するための信号ケーブルから輻射される電磁ノイズを低減するための手法は何も示していない。

そこで、特許文献２に記載された技術のように、ＤＭＤ制御回路基板と該ＤＭＤ制御回路基板に画像信号を出力する回路基板とを一体化すれば、ノイズ源となる信号ケーブルを無くすことができる。しかしながら、そのような複数の回路基板を一体化する構成は、装置サイズや回路規模等の制約から採用できるとは限らない。

信号ケーブルから輻射される電磁ノイズを低減する方法としては、例えば該信号ケーブルに導電性テープを巻き付けてシールドする方法が考えられる。しかしながら、そのような方法は信号ケーブルの作成に多大な手間がかかるため、投写型表示装置の製造コストが増大する新たな課題が発生する。

本発明は上述したような背景技術が有する課題を解決するためになされたものであり、製造コストの増大を招くことなく、信号ケーブルから輻射される電磁ノイズを低減できる投写型表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の投写型表示装置は、画像信号に基づく画像光を形成する表示素子、前記表示素子を制御する回路基板である表示素子制御回路基板及び前記表示素子で形成された画像光を投写レンズへ出力するプリズム部を備えたプリズムユニットと、
前記表示素子制御回路基板に画像信号を伝送する信号ケーブルに束ねられたグランド端子ケーブルの一端と前記プリズムプリズムユニットを保持する機構部品とを電気的に導通させる接地手段と、
を有する。

本発明によれば、製造コストの増大を招くことなく、信号ケーブルから輻射される電磁ノイズを低減できる。

本発明の投写型表示装置が備える光学系の一構成例を示す模式図である。 図１に示した光学系の配置例を示す透視図である。 図１に示したＤＭＤ−プリズムユニットの外形例を示す斜視図である。 図３に示したＤＭＤ−プリズムユニットを上面から見た平面図である。 図３に示したＤＭＤ−プリズムユニットを側面から見た側面図である。

次に本発明について図面を用いて説明する。
図１は本発明の投写型表示装置が備える光学系の一構成例を示す模式図であり、図２は図１に示した光学系の配置例を示す透視図である。図１及び図２は、赤、緑、青の色光を個別に光変調する３つのＤＭＤを備えた３板（3-Chip）ＤＬＰ（Digital Light Processing：登録商標）方式の投写型表示装置の光学系の構成例を示している。

図１に示すように、本発明の投写型表示装置は、光源１、光学エンジン部２、ＤＭＤ−プリズムユニット３及び投写レンズ４を備える。
光源１には、放電ランプ、あるいはレーザダイオードやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子が用いられる。光源１から出力された照明光（白色光）は、光学エンジン部２によってＤＭＤ−プリズムユニット３へ導かれる。

光学エンジン部２は、光源１から出力された照明光を結像させるリレーレンズ２１と、照明光の光路を変更する反射ミラー２２とを備えている。図１は光学エンジン部２が１つのリレーレンズ２１及び反射ミラー２２を備えた構成例を示しているが、レンズやミラーの数は１つに限定されるものではない。光学エンジン部２は、照明光をＤＭＤ−プリズムユニット３へ導くことができれば、レンズやミラー等をいくつ備えていてもよい。

ＤＭＤ−プリズムユニット３は、画像信号にしたがって赤、緑、青の色光を光変調し、該画像信号に基づく画像光を形成する３つのＤＭＤ３１と、ＤＭＤ３１がそれぞれ搭載されるＤＭＤ制御回路基板３２と、ＤＭＤ３１で形成された画像光を投写レンズ４へ出力するプリズム部とを有する。プリズム部は、光学エンジン部２からの照明光（入射光）を赤、緑、青の色光に分離し、ＤＭＤ３１へ照射すると共に、各ＤＭＤ３１で形成された画像光を合成するカラープリズム３３と、光学エンジン部２からの照明光（入射光）をカラープリズム３３へ導くと共に、カラープリズム３３で合成された画像光を投写レンズ４へ出力するＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム３４とを備えている。
ＤＭＤ−プリズムユニット３から出力された合成後の画像光は、投写レンズ４によって不図示のスクリーン等へ投写される。

光学エンジン部２は、金属製の機構部品から成る光学エンジンベース２０で保持され、該光学エンジンベース２０は投写型表示装置の筐体（装置筐体１０）に固定されている（図２参照）。ＤＭＤ−プリズムユニット３は、金属製の機構部品によって保持され、光学エンジンベース２０に固定される。したがって、ＤＭＤ−プリズムユニット３を保持する機構部品は、光学エンジンベース２０を介して装置筐体１０と電気的に導通している。なお、図２は、投写レンズ４を省略した様子を示している。投写レンズ４は、ＤＭＤ−プリズムユニット３からスクリーン等へ投写される合成後の画像光の光路（図２の矢印）上に配置される。

図３は、図１に示したＤＭＤ−プリズムユニットの外形例を示す斜視図である。図４は、図３に示したＤＭＤ−プリズムユニットを上面から見た平面図であり、図５は、図３に示したＤＭＤ−プリズムユニットを側面から見た側面図である。

図３に示すように、ＤＭＤ３１は、ＤＭＤ制御回路基板３２に固定されたＤＭＤソケット３５によりＤＭＤ制御回路基板３２上に搭載されて保持される。ＤＭＤ制御回路基板３２のＤＭＤ３１周縁には接合板金３６が取り付けられ、ＤＭＤ制御回路基板３２及びＤＭＤ３１は、該接合板金３６を介してカラープリズム３３に接着固定される。そのため、ＤＭＤ３１及びＤＭＤ制御回路基板３２は、その接地電位が光学エンジンベース２０や装置筐体１０と直接導通していない。

図４に示すように、本発明では、ＤＭＤ−プリズムユニット３を保持する金属製の機構部品のうち、ＴＩＲプリズム３４を保持する機構部品の上部にグランド端子取付金具３７（接地手段）を取り付ける。
図５に示すように、各ＤＭＤ制御回路基板３２は、投写型表示装置全体の動作を制御する主制御回路基板（不図示）と、画像信号を伝送するための信号ケーブル５で接続される。信号ケーブル５の両端にはそれぞれコネクタが設けられ、信号ケーブル５は該コネクタによりＤＭＤ制御回路基板３２と主制御回路基板とに固定される。信号ケーブル５には、グランド端子ケーブル５１が束ねられ、該グランド端子ケーブル５１の先端に端子が取り付けられている。
グランド端子ケーブル５１（グランド端子ケーブルの他端）は、上記主制御回路基板またはその近傍に設けられた取付金具等（第２の接地手段）を介して装置筐体１０と電気的に導通している。
グランド端子取付金具３７は、端子をネジ止め固定するための端子固定部３８を備え、グランド端子ケーブル５１の先端に取り付けられた端子が該端子固定部３８にネジ止め固定される。

上述したようにＤＭＤ−プリズムユニット３を保持する機構部品は、光学エンジンベース２０を介して装置筐体１０と電気的に導通している。そのため、グランド端子取付金具３７にグランド端子ケーブル５１の端子を固定することで、グランド端子ケーブル５１の両端がそれぞれ装置筐体１０と電気的に導通される。

図２に示したように、ＤＭＤ−プリズムユニット３は、通常、装置筐体に対しておよそ４５度傾いた状態で光学エンジンベース２０に固定される。そのため、端子固定部３８は、装置筐体１０と水平となるようにグランド端子取付金具３７を折り曲げて形成される。このような形状とすることで、グランド端子取付金具３７にグランド端子ケーブル５１を固定する際に、装置筐体１０の上部からグランド端子ケーブル５１の端子を端子固定部３８にネジ止めできる。そのため、グランド端子ケーブル５１のネジ止め固定作業が容易になる。

なお、グランド端子取付金具３７は、ＤＭＤ−プリズムユニット３を保持する金属製の機構部品のうち、カラープリズム３３を保持する機構部品の上部に取り付けることも可能である。しかしながら、その場合はグランド端子ケーブル５１を固定することによる機械的ストレスがカラープリズム３３に加わるため、カラープリズム３３から出力される合成後の赤、緑、青の画像光で画素ズレが生じる可能性がある。画素ズレが生じると、該画素ズレを修正するための作業が必要となり、投写型表示装置の組立工数が増大して生産性が悪化し、製造コストが上昇する。したがって、グランド端子取付金具３７は、画素ズレが生じることのないＴＩＲプリズム３４を保持する機構部品に設けることが望ましい。

本発明によれば、ＤＭＤ−プリズムユニット３にグランド端子取付金具（接地手段）３７を設ける。そのため、グランド端子ケーブル５１の先端の端子がグランド端子取付金具３７及び光学エンジンベース２０を介して装置筐体１０と電気的に導通される。すなわち、グランド端子ケーブル５１の両端がそれぞれ装置筐体１０と導通するため、信号ケーブル５からの不要輻射が低減される。また、それに伴ってＤＭＤ制御回路基板３２から輻射される電磁ノイズの低減も期待できる。

また、グランド端子取付金具３７の端子固定部３８を、装置筐体１０に対して水平な形状とすれば、装置筐体１０の上部からグランド端子取付金具３７にグランド端子ケーブル５１を容易に固定できる。さらに、グランド端子取付金具３７を、ＴＩＲプリズム３４を保持する機構部品に設けることで、画素ズレを生じることなく、グランド端子ケーブル５１を固定できる。したがって、投写型表示装置の製造コストの増大を招くことなく、信号ケーブル５から輻射される電磁ノイズを低減できる。

なお、上述した説明では、本発明を、赤、緑、青の色光を個別に光変調する３つのＤＭＤ３１を備えた３板（3-Chip）ＤＬＰ方式の投写型表示装置に適用する例を示した。本発明は、光源１から出力された照明光（白色光）を高速回転するカラーホイールで赤、緑、青の色光に色分離し、１つのＤＭＤ３１を用いて各色光を画像信号にしたがって順次光変調する周知の単板ＤＬＰ方式の投写型表示装置にも適用可能である。その場合、ＤＭＤ−プリズムユニット３はカラープリズム３３が不要になるため、グランド端子取付金具（接地手段）３７は作業性のみを考慮して所望の位置に設けることができる。

１ 光源
２ 光学エンジン部
３ ＤＭＤ−プリズムユニット
４ 投写レンズ
５ 信号ケーブル
１０ 装置筐体
２０ 光学エンジンベース
２１ リレーレンズ
２２ 反射ミラー
３１ ＤＭＤ
３２ ＤＭＤ制御回路基板
３３ カラープリズム
３４ ＴＩＲプリズム
３５ ＤＭＤソケット
３６ 接合板金
３７ グランド端子取付金具
３８ 端子固定部
５１ グランド端子ケーブル

Claims (6)

1. 画像信号に基づく画像光を形成する表示素子、前記表示素子を制御する回路基板である表示素子制御回路基板及び前記表示素子で形成された画像光を投写レンズへ出力するプリズム部を備えたプリズムユニットと、
   前記表示素子制御回路基板に画像信号を伝送する信号ケーブルに束ねられたグランド端子ケーブルの一端と前記プリズムプリズムユニットを保持する機構部品とを電気的に導通させる接地手段と、
   を有する投写型表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型表示装置であって、
   前記機構部品が装置筐体と電気的に導通している投写型表示装置。
3. 請求項２に記載の投写型表示装置であって、
   前記グランド端子ケーブルの他端と前記装置筐体とを電気的に導通させる第２の接地手段をさらに有し、
   前記第２の接地手段が、
   前記信号ケーブルを介して前記表示素子制御回路基板に前記画像信号を出力する主制御回路基板またはその近傍に設けられた投写型表示装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の投写型表示装置であって、
   前記プリズム部は、
   入射光を赤、緑、青の色光に分離して前記表示素子へ照射すると共に、前記表示素子で形成された画像光を合成するカラープリズムと、
   前記入射光を前記カラープリズムへ導くと共に、前記カラープリズムで合成された画像光を前記投写レンズへ出力するＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズムと、
   を備え、
   前記接地手段が、
   前記プリズムユニットを保持する機構部品のうち、前記ＴＩＲプリズムを保持する機構部品に取り付けられた投写型表示装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の投写型表示装置であって、
   前記接地手段が、
   前記グランド端子ケーブルの先端に取り付けられた端子が固定される、前記装置筐体に対して水平な端子固定部を備える投写型表示装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の投写型表示装置であって、
   前記表示素子がＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）である投写型表示装置。

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