JP2019194677A - Projection display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投射型表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display device.
近年、アミューズメントや航空機などのシミュレータ用途でシミュレーション装置の内部に搭載される、所謂モーション仕様のプロジェクタが増加してきている。一方、プロジェクタの高画素化および高画質化が進んでおり、モーション仕様のプロジェクタにおいても画像のリアルさを追求するため、高画質のプロジェクタが選択されるようになっている。このような状況において、プロジェクタは、シミュレータ機器の動作時の振動や設置場所の環境による振動であっても画質に影響を与えない構造であることが求められる。例えば特許文献１には、モーション仕様のプロジェクタが開示されている。 In recent years, projectors of so-called motion specifications, which are mounted inside simulation apparatuses for simulator applications such as amusement and airplanes, are increasing. On the other hand, the number of pixels and the image quality of projectors are increasing, and high-quality projectors are selected in order to pursue realistic images even in motion specification projectors. Under such circumstances, the projector is required to have a structure that does not affect the image quality even if the vibration is caused by the operation of the simulator device or the vibration caused by the environment of the installation location. For example, Patent Document 1 discloses a projector with motion specifications.
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、プロジェクタが明るくなると、各部の冷却のため等にプロジェクタの筐体が大型化するとともに、プロジェクタの重量が増加する。プロジェクタの重量が増加すると、筐体にかかる加速度が大きくなり、モーション仕様におけるプロジェクタの振動の影響が大きくなる。また、プロジェクタの内部の構成要素を箱状の筐体部材で囲う場合、例えばシミュレータ機器が動作する周波数において筐体が共振し、画像の揺れ等が発生する可能性がある。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, when the projector becomes bright, the projector casing increases in size to cool each part and the weight of the projector increases. When the weight of the projector increases, the acceleration applied to the housing increases, and the influence of the vibration of the projector on the motion specification increases. Further, when the internal components of the projector are enclosed by a box-shaped casing member, for example, the casing may resonate at a frequency at which the simulator device operates, and image shaking may occur.
一方、単純に筐体を構成する部材を厚くすると、プロジェクタの重量が増加して筐体にかかる加速度がさらに大きくなる。その結果、投射画像の揺れが発生して画質が低下する可能性がある。 On the other hand, if the thickness of the members constituting the housing is simply increased, the weight of the projector is increased and the acceleration applied to the housing is further increased. As a result, the projected image may be shaken and the image quality may be reduced.
そこで本発明は、小型かつ軽量で高画質な投射型表示装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a projection display device that is small, lightweight, and has high image quality.
本発明の一側面としての投射型表示装置は、光源ユニットと光変調素子と前記光変調素子に前記光源ユニットからの光を照明する光学系とを収容することが可能な収容部と、前記収容部を収容する筐体部と、前記収容部の外面から前記筐体部の内面へ延伸して設けられ、前記収容部の外面と前記筐体部の内面とに接する補強部材とを有し、前記補強部材の前記筺体部の前記内面に接する側は、前記筐体部の側面に固定されるように設けられている。 The projection display device according to one aspect of the present invention includes a storage unit capable of storing a light source unit, a light modulation element, and an optical system that illuminates light from the light source unit on the light modulation element, and the storage A housing part that houses the housing part, and a reinforcing member that extends from the outer surface of the housing part to the inner surface of the housing part and contacts the outer surface of the housing part and the inner surface of the housing part, The side of the reinforcing member that contacts the inner surface of the housing portion is provided so as to be fixed to the side surface of the housing portion.
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。 Other objects and features of the invention are described in the following embodiments.
本発明によれば、小型かつ軽量で、高画質な画像を投射することが可能な投射型表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a projection display device that is small and lightweight and can project a high-quality image.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態における投射型表示装置（液晶プロジェクタ）の構成について説明する。図１は、投射型表示装置１００の側面図である。図２は、投射型表示装置１００の上面図である。ここでは、反射型液晶パネルを光変調素子として用いた液晶プロジェクタに関して説明するが、本発明は他の光変調素子、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、透過型液晶表示素子を用いたプロジェクタ装置にも適用可能である。
(First embodiment)
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the projection type display apparatus (liquid crystal projector) in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a side view of the projection display device 100. FIG. 2 is a top view of the projection display device 100. Here, a liquid crystal projector using a reflective liquid crystal panel as a light modulation element will be described. However, the present invention is applied to a projector apparatus using another light modulation element such as a DMD (Digital Mirror Device) or a transmissive liquid crystal display element. Is also applicable.
光源ユニットを出射した光は、フライアイレンズ３に入射する。ここでいう光源ユニットとは、光源（光源バルブ、光源ランプ）１と光源１からの光を反射する反射鏡（放物面鏡）２の総称である。フライアイレンズ３により瞳分割された光は、フライアイレンズ４に入射した後、ＰＳ変換素子５に入射する。ＰＳ変換素子５は、光源ユニットから出射したランダム偏光をＰ偏光に揃えて出射する。 The light emitted from the light source unit enters the fly-eye lens 3. The light source unit here is a general term for a light source (light source bulb, light source lamp) 1 and a reflecting mirror (parabolic mirror) 2 that reflects light from the light source 1. The light divided by the fly-eye lens 3 enters the fly-eye lens 4 and then enters the PS conversion element 5. The PS conversion element 5 emits the random polarized light emitted from the light source unit in alignment with the P polarized light.
次に、コンデンサレンズ６により集光された光は、色分離光学系に入射する。ダイクロイックミラー７は、コンデンサレンズ６からの光を、直進する緑色光とそれ以外のマゼンダ光とに分解する。直進した緑色光は、１／２波長板８によりＳ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ９に入射し、反射面で反射して１／４波長板１０を通過した後に緑色パネル１１（Ｇ色光用反射型液晶パネル）に入射する。緑色パネル１１により変調された光は、再び１／４波長板１０に入射した後、色合成プリズム１８に入射する。 Next, the light condensed by the condenser lens 6 enters the color separation optical system. The dichroic mirror 7 decomposes the light from the condenser lens 6 into green light traveling straight and magenta light other than that. The straightly traveling green light is converted to S-polarized light by the half-wave plate 8, enters the polarization beam splitter 9, is reflected by the reflecting surface, passes through the quarter-wave plate 10, and then is green panel 11 (for G color light). Incident on the reflective liquid crystal panel. The light modulated by the green panel 11 enters the quarter wavelength plate 10 again and then enters the color synthesis prism 18.
一方、マゼンタ光（青色光および赤色光）は、カラーセレクト素子１２に入射する。カラーセレクト素子１２は、赤色光を例えばＰ偏光に変換し、青色光に関してはそのままＳ偏光で偏光ビームスプリッタ１３に入射する。Ｓ偏光の青色光は、偏光ビームスプリッタ１３の反射面で反射する。一方、Ｐ偏光の赤色光は、偏光ビームスプリッタ１３の反射面を透過する。 On the other hand, magenta light (blue light and red light) is incident on the color select element 12. The color select element 12 converts red light into, for example, P-polarized light, and the blue light is directly incident on the polarization beam splitter 13 as S-polarized light. S-polarized blue light is reflected by the reflecting surface of the polarization beam splitter 13. On the other hand, the P-polarized red light passes through the reflecting surface of the polarization beam splitter 13.
次に、青色光は、１／４波長板１６を通過した後に青色パネル（Ｂ色光用反射型液晶パネル）１７に入射する。青色パネル１７により変調された光は、再び１／４波長板１６に入射した後、色合成プリズム１８に入射する。赤色光は、１／４波長板１４を通過した後に赤色パネル（Ｒ色光用反射型液晶パネル）１５に入射する。赤色パネル１５により変調された光は、再び１／４波長板１４に入射して偏光ビームスプリッタ１３で反射した後、色合成プリズム１８に入射する。色合成プリズム１８は、赤色光、緑色光、および、青色光を合成して白色光を生成する。投射レンズ１９は、色合成プリズム１８により合成された白色光をスクリーン等の被投射面上（不図示）に投射する。 Next, the blue light passes through the quarter wavelength plate 16 and then enters the blue panel (B color light reflective liquid crystal panel) 17. The light modulated by the blue panel 17 enters the quarter wavelength plate 16 again and then enters the color synthesis prism 18. The red light passes through the quarter-wave plate 14 and then enters the red panel (R color light reflective liquid crystal panel) 15. The light modulated by the red panel 15 is incident on the quarter-wave plate 14 again, reflected by the polarization beam splitter 13, and then incident on the color synthesis prism 18. The color combining prism 18 combines the red light, the green light, and the blue light to generate white light. The projection lens 19 projects the white light synthesized by the color synthesis prism 18 onto a projection surface (not shown) such as a screen.
光学エンジン（収容部）３１は、光源ユニット、パネル１１、１５、１７、および、パネル１１、１５、１７を照明する光学系（フライアイレンズ３、４、ＰＳ変換素子５、コンデンサレンズ６、ダイクロイックミラー７等の光学部品）を収容する。投射レンズ１９は、レンズシフト機構２０に支持され固定されている、レンズシフト機構２０は、光学エンジン３１に接続されており、光学エンジン３１と一体化されている。レンズシフト機構２０は、投射レンズ１９を、光軸ＯＡを法線方向とする平面内で移動可能に保持している。投射レンズ１９を移動することにより、投射画像の位置を任意に調整することができる。 The optical engine (container) 31 includes a light source unit, panels 11, 15, and 17, and optical systems that illuminate the panels 11, 15, and 17 (fly-eye lenses 3, 4, PS conversion element 5, condenser lens 6, dichroic). Optical components such as the mirror 7). The projection lens 19 is supported and fixed to the lens shift mechanism 20. The lens shift mechanism 20 is connected to the optical engine 31 and is integrated with the optical engine 31. The lens shift mechanism 20 holds the projection lens 19 so as to be movable within a plane whose normal direction is the optical axis OA. By moving the projection lens 19, the position of the projection image can be arbitrarily adjusted.
投射型表示装置１００の筐体部（外装部）２１は、光学エンジン３１を収容している。光学エンジン３１は、例えば、筐体部２１の略中央に配置されている（センターレイアウト構成）。センターレイアウト構成を採用するのは、以下の理由による。投射型表示装置１００をスクリーンに向かって設置する際に例えば天吊り金具を用いて天井に設置する。このとき、スクリーンの中心と天吊り金具の中心と投射レンズ１９の中心とが互いに一致するように構成すると、レンズシフト機構２０による画像位置の調整量を最小にすることができる。投射画像をより高品位に保つために基準位置からのシフト調整量を少なくすることで投射レンズ１９の光軸ＯＡ付近に光線を通すことができるため、投射レンズ１９の収差を最小にすることが可能になる。 A casing (exterior) 21 of the projection display device 100 houses an optical engine 31. The optical engine 31 is disposed, for example, in the approximate center of the casing unit 21 (center layout configuration). The center layout configuration is adopted for the following reason. When the projection display device 100 is installed toward the screen, it is installed on the ceiling using, for example, a ceiling mount. At this time, if the center of the screen, the center of the ceiling mount and the center of the projection lens 19 are configured to coincide with each other, the adjustment amount of the image position by the lens shift mechanism 20 can be minimized. In order to keep the projected image at a higher quality, a light beam can be passed near the optical axis OA of the projection lens 19 by reducing the shift adjustment amount from the reference position, so that the aberration of the projection lens 19 can be minimized. It becomes possible.
一方、センターレイアウト構成を採用した場合、投射型表示装置１００の設置環境における画像振動が画質に影響する可能性がある。例えば、投射型表示装置１００の内部に設置された冷却ファンの振動により共振が発生することや、モーション仕様によって外部装置から投射型表示装置に伝達する振動により共振現象が発生することなどが考えられる。 On the other hand, when the center layout configuration is adopted, image vibration in the installation environment of the projection display device 100 may affect the image quality. For example, resonance may occur due to vibration of a cooling fan installed inside the projection display device 100, or resonance may occur due to vibration transmitted from an external device to the projection display device according to motion specifications. .
ここで、冷却ファンの回転による振動やモーション仕様による振動が投射型表示装置１００に入力された場合に発生する共振モードに関するシミュレーション結果を説明する。 Here, a simulation result related to a resonance mode that occurs when vibration due to rotation of the cooling fan or vibration due to motion specifications is input to the projection display device 100 will be described.
図３は、投射型表示装置１００の斜視図である。図４は、投射型表示装置１００の正面図である。図３は、投射型表示装置１００の筐体部２１の中心に光学エンジン３１が保持された状態（光学エンジン３１の底面を筐体部２１の下部にビス止め固定された状態）を示している。図３に示されるように、投射レンズ１９の光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に平行な方向をＸ方向、Ｘ方向に垂直であって筐体部２１の横方向に平行な方向をＹ方向、Ｘ方向に垂直であって筐体部２１の高さ方向に平行な方向をＺ方向と定義する。 FIG. 3 is a perspective view of the projection display device 100. FIG. 4 is a front view of the projection display device 100. FIG. 3 shows a state in which the optical engine 31 is held at the center of the housing part 21 of the projection display device 100 (a state in which the bottom surface of the optical engine 31 is fixed to the lower part of the housing part 21 with screws). . As shown in FIG. 3, the direction parallel to the direction (optical axis direction) along the optical axis OA of the projection lens 19 is the X direction, the direction perpendicular to the X direction and parallel to the lateral direction of the housing portion 21. Is defined as the Z direction.
投射型表示装置１００は、設置部（設置固定部）２３、２４を有する。投射型表示装置１００は、設置部２３、２４を介して所定の位置に設置される。振動モード解析の結果、数十Ｈｚ付近で第一の共振が発生する。この振動モードにおいて、図４中の矢印２２で示されるように筐体部２１の設置部に対して筐体部２１の中心付近（すなわち、光学エンジン３１が保持されている箇所）が最も大きく上下振動する（振動時の筐体部振幅）。このような上下振動により光学エンジン３１が上下方向に揺れることで、投射画面の上下揺れが発生する。 The projection display device 100 includes installation units (installation fixing units) 23 and 24. The projection display device 100 is installed at a predetermined position via the installation units 23 and 24. As a result of the vibration mode analysis, the first resonance occurs in the vicinity of several tens of Hz. In this vibration mode, as shown by the arrow 22 in FIG. Vibrates (case amplitude during vibration). Such a vertical vibration causes the optical engine 31 to swing up and down, thereby causing the projection screen to swing up and down.
数十Ｈｚの周波数に関しては、投射画像の揺れが視認される可能性がある。このような共振現象を避けるため、筐体部２１の板厚を厚くすることにより筐体部２１の剛性を高めるように構成することが有効である。しかし、投射型表示装置１００の全体の重量が重くなり、振動時の加速度が上昇して共振による影響がかえって増大する可能性がある。このため、光学エンジン３１などの内部部品と筐体部２１とを少ない補強部材を用いて接続し固定することにより、共振周波数を変化させることが好ましい。具体的には、投射画像が視認できなくなる数百Ｈｚ程度まで周波数を上昇させる必要がある。 With regard to a frequency of several tens of Hz, there is a possibility that the shaking of the projected image is visually recognized. In order to avoid such a resonance phenomenon, it is effective to increase the rigidity of the casing 21 by increasing the thickness of the casing 21. However, the overall weight of the projection display device 100 may increase, and the acceleration during vibration may increase and increase due to resonance. For this reason, it is preferable to change the resonance frequency by connecting and fixing the internal components such as the optical engine 31 and the housing portion 21 using a small number of reinforcing members. Specifically, it is necessary to increase the frequency to about several hundred Hz where the projected image cannot be visually recognized.
次に、図５を参照して、筐体部２１に光学エンジン３１を取り付けた状態（収容した状態）における１次の共振周波数を最大化する形状最適化計算（密度法による有限解析手法）を実施して最も好ましい結果になった構成について説明する。図５は、形状最適化計算により決定された投射型表示装置１００の構成図である。図５（ａ）は投射型表示装置１００の正面図、図５（ｂ）は投射型表示装置１００の上面図であり、形状最適化計算により決定された結果をそれぞれ示している。この結果によると、補強部材を用いて筐体の強度を強化し、かつ、筐体部２１の設置部２３を光学エンジン３１の近傍に配置することにより、補強部の小型化を図りつつ、最も共振による影響を低減させることができることができる。 Next, referring to FIG. 5, shape optimization calculation (finite analysis method by density method) that maximizes the primary resonance frequency in a state in which the optical engine 31 is attached to the housing unit 21 (accommodated state) is performed. The configuration that has been implemented and yielded the most favorable results will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of the projection display device 100 determined by the shape optimization calculation. FIG. 5A is a front view of the projection display device 100, and FIG. 5B is a top view of the projection display device 100, which shows the results determined by shape optimization calculation. According to this result, the strength of the casing is strengthened by using the reinforcing member, and the installation section 23 of the casing section 21 is arranged in the vicinity of the optical engine 31, thereby reducing the size of the reinforcing section. The influence of resonance can be reduced.
本実施形態において、投射型表示装置１００は、光学エンジン３１の外面と筐体部２１の内面とを連結する複数の連結部２５を有する。連結部２５は、投射型表示装置１００の強度を補強する補強部材（固定部材）である。連結部２５は、光学エンジン３１から筐体部２１に向かうように（光学エンジン３１の外面下側から筐体部２１の内面上側に向かうように）Ｘ方向とＹ方向とに分割して延伸している。そして、延伸している連結部２５の一方は、光学エンジン３１の外面と固定され、延伸している連結部２５の他方は、筐体部２１の内面と固定されている。固定する方法としては、ビス止め、接着、溶接、溶着等を用いることができる。 In the present embodiment, the projection display device 100 includes a plurality of connecting portions 25 that connect the outer surface of the optical engine 31 and the inner surface of the housing portion 21. The connecting portion 25 is a reinforcing member (fixing member) that reinforces the strength of the projection display device 100. The connecting portion 25 is divided into an X direction and a Y direction so as to extend from the optical engine 31 to the housing portion 21 (from the lower outer surface of the optical engine 31 toward the upper inner surface of the housing portion 21). ing. One of the extending connecting portions 25 is fixed to the outer surface of the optical engine 31, and the other of the extending connecting portions 25 is fixed to the inner surface of the housing portion 21. As a fixing method, screwing, adhesion, welding, welding, or the like can be used.
また、このとき連結部２５の筐体部２１の内面に接する側は、筐体部２１の側面もしくは、筐体部２１の上面又は下面に固定されていることが必要である。すなわち、複数の連結部２５の一部は少なくとも筐体部２１の側面に固定されており、複数の連結部２５の他の一部は少なくとも筐体部２１の上面に固定されていることが必要である。これにより筐体の強度を強化することができ、共振の影響を低減させることができる。また、図５に示すように１つの連結部２５で、筐体部２１の上面と側面とに固定させるように設けてもよい。複数の連結部２５で、このように設けることでより筐体の強度を強化することができ、共振の影響を低減することができる。なお、本実施例中で上面とは、図５（ａ）のように投射型表示装置１００を配置した際に重力方向上側に来る内面を上面と呼び、下面とは、図５（ａ）のように投射型表示装置１００を配置した際に重力方向下側に来る内面を下面と呼ぶ。そして筐体部２１の側面とは、それ以外の内面をいうものとする。 At this time, the side of the connecting portion 25 that contacts the inner surface of the housing portion 21 needs to be fixed to the side surface of the housing portion 21 or the upper surface or the lower surface of the housing portion 21. That is, a part of the plurality of connecting parts 25 is fixed to at least the side surface of the casing part 21, and the other part of the plurality of connecting parts 25 needs to be fixed to at least the upper surface of the casing part 21. It is. Thereby, the intensity | strength of a housing | casing can be strengthened and the influence of resonance can be reduced. Further, as shown in FIG. 5, one connecting portion 25 may be provided to be fixed to the upper surface and the side surface of the housing portion 21. By providing the plurality of connecting portions 25 in this manner, the strength of the housing can be further strengthened, and the influence of resonance can be reduced. In the present embodiment, the upper surface refers to the inner surface that comes to the upper side in the gravity direction when the projection display device 100 is arranged as shown in FIG. 5A, and the lower surface refers to that in FIG. Thus, when the projection type display device 100 is arranged, the inner surface that comes to the lower side in the gravitational direction is called a lower surface. And the side surface of the housing | casing part 21 shall mean the other inner surface.
次に、図１２を参照して、図５の連結部２５とは異なる連結部２６の構造を用いた例を説明する。図１２（ａ）は投射型表示装置１００の正面図、図１２（ｂ）は投射型表示装置１００の上面図である。図１２（ｂ）に示されるように、連結部（補強部材）２６は、光学エンジン３１からＸＹ平面において放射状に延伸している。また図１２（ａ）に示されるように、連結部２６は、Ｚ方向において板状の形状（平面形状）となっている。このような接続部２６の構造とした場合でも、図５の例と同様に、連結部２６の筐体部２１の内面に接する側は、筐体部２１の側面もしくは、筐体部２１の上面又は下面に固定されることで筐体の強度を強化することができ、共振の影響を低減させることができる。 Next, with reference to FIG. 12, an example using a structure of the connecting portion 26 different from the connecting portion 25 of FIG. 5 will be described. 12A is a front view of the projection display device 100, and FIG. 12B is a top view of the projection display device 100. FIG. As shown in FIG. 12B, the connecting portion (reinforcing member) 26 extends radially from the optical engine 31 in the XY plane. 12A, the connecting portion 26 has a plate shape (planar shape) in the Z direction. Even in the case of such a structure of the connecting portion 26, the side in contact with the inner surface of the housing portion 21 of the connecting portion 26 is the side surface of the housing portion 21 or the upper surface of the housing portion 21, as in the example of FIG. 5. Alternatively, the strength of the housing can be strengthened by being fixed to the lower surface, and the influence of resonance can be reduced.
ところで、筐体部２１の中心の振動（振幅）は、筐体部２１の設置部２４が筐体部２１の中心から離れるにつれて大きくなることが知られている。このため設置部２４は、図５及び図１２に示されるように、極力筐体部２１の中心近傍に配置することが好ましい。振幅を抑制するための補強部材が大型化することが予想されるためである。 By the way, it is known that the vibration (amplitude) at the center of the housing portion 21 increases as the installation portion 24 of the housing portion 21 moves away from the center of the housing portion 21. For this reason, it is preferable to arrange the installation part 24 as close to the center of the casing part 21 as possible, as shown in FIGS. This is because the reinforcing member for suppressing the amplitude is expected to increase in size.
設置部を筐体部２１の外周近傍に配置に配置したとしても、補強部材の大型化を防ぐ最適な一例を図６を用いて説明する。図６は、設置部２３を筐体部２１の外周近傍に配置した場合に形状最適化計算の結果が最も良い一例である。図６は、図１２の投射型表示装置１００の筐体部２１の中心近傍に設けられた設置部２４を移動させ、外周近傍に配置した設置部２３を有する投射型表示装置１００の構成図である。図６（ａ）は投射型表示装置１００の正面図、図６（ｂ）は投射型表示装置１００の上面図である。 Even if the installation portion is arranged in the vicinity of the outer periphery of the housing portion 21, an optimal example for preventing the reinforcement member from becoming large will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an example in which the shape optimization calculation result is the best when the installation unit 23 is arranged near the outer periphery of the housing unit 21. FIG. 6 is a configuration diagram of the projection display device 100 having the installation portion 23 disposed near the outer periphery by moving the installation portion 24 provided in the vicinity of the center of the housing portion 21 of the projection display device 100 in FIG. 12. is there. 6A is a front view of the projection display apparatus 100, and FIG. 6B is a top view of the projection display apparatus 100. FIG.
図６（ｂ）に示されるように、連結部（補強部材）２６は、光学エンジン３１からＸＹ平面において放射状に延伸している。また図６（ａ）に示されるように、連結部２６は、Ｚ方向において板状の形状（平面形状）となっている。図５の連結部２５の構成と比較して、図６の連結部２６の体積は大きくなっているため、連結部２６による重量が増大するが、図６のような連結部とすれば、連結部が外周近傍にあったとしても共振の影響を低減することができる。 As shown in FIG. 6B, the connecting portion (reinforcing member) 26 extends radially from the optical engine 31 in the XY plane. As shown in FIG. 6A, the connecting portion 26 has a plate shape (planar shape) in the Z direction. Compared with the configuration of the connecting portion 25 in FIG. 5, the volume of the connecting portion 26 in FIG. 6 is increased, so the weight due to the connecting portion 26 increases. However, if the connecting portion as in FIG. Even if the portion is in the vicinity of the outer periphery, the influence of resonance can be reduced.
光学エンジン３１から設置部２３までの距離を変化させて、同様の形状最適化計算を実施した。その結果、光学エンジン３１から筐体部２１までの距離に対して光学エンジン３１から５０％以内に設置部２３を配置した場合（図５（ｂ）、図６（ｂ）中の点線３５の内側の領域に設置部２４を配置した場合）、振動を効果的に抑制することができた。このように本実施形態において、好ましくは、設置部２４は、筐体部２１の外淵部（Ｂ）よりも光学エンジン３１の端部（Ａ）の近くに配置されている。換言すると、設置部２４から光学エンジン３１の端部（Ａ）までの距離は、光学エンジン３１の端部（Ａ）から筐体部２１の外淵部（Ｂ）までの距離の５０％以下である。設置部２４をこのような領域に配置し、連結部２５をＸ方向およびＹ方向にそれぞれ延伸させる形状とすることにより、連結部２５の軽量化を図ることができる。 The same shape optimization calculation was performed by changing the distance from the optical engine 31 to the installation part 23. As a result, when the installation portion 23 is disposed within 50% of the distance from the optical engine 31 to the housing portion 21 (FIG. 5B, inside the dotted line 35 in FIG. 6B). In the case where the installation portion 24 is arranged in the area of (2), vibration can be effectively suppressed. Thus, in the present embodiment, preferably, the installation portion 24 is disposed closer to the end portion (A) of the optical engine 31 than the outer flange portion (B) of the housing portion 21. In other words, the distance from the installation portion 24 to the end portion (A) of the optical engine 31 is 50% or less of the distance from the end portion (A) of the optical engine 31 to the outer flange portion (B) of the housing portion 21. is there. By arranging the installation portion 24 in such a region and extending the connecting portion 25 in the X direction and the Y direction, the connecting portion 25 can be reduced in weight.
本実施形態において、連結部２５、２６を用いて光学エンジン３１と筐体部２１のそれぞれの壁を接続する。このような構成により、連結部（補強部材）の小型化および軽量化を図ることができ、また、共振周波数を投射画像として視認できないレベルの数百Ｈｚにまで改善することが可能となる。 In the present embodiment, the walls of the optical engine 31 and the housing portion 21 are connected using the connecting portions 25 and 26. With such a configuration, the connecting portion (reinforcing member) can be reduced in size and weight, and the resonance frequency can be improved to a level that cannot be visually recognized as a projected image.
（第２の実施形態）
次に、図７乃至図１０を参照して、本発明の第２の実施形態における投射型表示装置（液晶プロジェクタ）について説明する。図７は、投射型表示装置１００ａの斜視図である。図８は投射型表示装置１００ａの構成図であり、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は平面図を示している。図９は、投射型表示装置１００ａに連結部３２を設けた状態の投射型表示装置１００ａの斜視図である。図１０は、連結部３２を設けた状態の投射型表示装置１００ａの正面図である。本実施例は反射型液晶パネルを光変調素子として用いた液晶プロジェクタに関して説明するが、本発明は他の光変調素子、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、透過型液晶表示素子を用いたプロジェクタ装置にも適用可能である。
(Second Embodiment)
Next, a projection type display device (liquid crystal projector) according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view of the projection display device 100a. 8A and 8B are configuration diagrams of the projection display device 100a, in which FIG. 8A shows a front view and FIG. 8B shows a plan view. FIG. 9 is a perspective view of the projection display device 100a in a state in which the connecting portion 32 is provided in the projection display device 100a. FIG. 10 is a front view of the projection display device 100a in a state where the connecting portion 32 is provided. Although the present embodiment will be described with respect to a liquid crystal projector using a reflective liquid crystal panel as a light modulation element, the present invention is a projector apparatus using another light modulation element such as a DMD (Digital Mirror Device) or a transmissive liquid crystal display element. It is also applicable to.
投射型表示装置１００ａは、光学エンジン３１以外のユニットとして、投射型表示装置１００ａの全体の動作を制御するメイン基板２７ａや液晶駆動基板を備えた電装ユニット２７、および、冷却装置２８ａや光源駆動電源基板を備えた冷却ユニット２８を有する。電装ユニット２７と冷却ユニット２８は、光学エンジン３１を挟むように光学エンジン３１の側にそれぞれ配置されており、図８の筐体部２１の下部にビス止め等により固定されている。このような構成において、第１の実施形態にて説明したような大型の連結部（補強部材）を別途設けることは困難である場合がある。そこで本実施形態では、電装ユニット２７と冷却ユニット２８とのそれぞれの一部を利用して補強部材を兼ねることが好ましい。 As a unit other than the optical engine 31, the projection display device 100a includes a main board 27a that controls the overall operation of the projection display apparatus 100a, an electrical unit 27 that includes a liquid crystal drive board, a cooling device 28a, and a light source drive power source. It has a cooling unit 28 with a substrate. The electrical unit 27 and the cooling unit 28 are respectively arranged on the optical engine 31 side so as to sandwich the optical engine 31 and are fixed to the lower portion of the housing portion 21 in FIG. In such a configuration, it may be difficult to separately provide a large connecting portion (reinforcing member) as described in the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, it is preferable to use both of the electrical unit 27 and the cooling unit 28 as a reinforcing member.
図１０に示されるように、光学エンジン３１と電装ユニット２７と冷却ユニット２８とそれぞれ、筐体部２１の下部にビス止め固定されている。図９に示されるように、連結部３２は、光学エンジン３１から電装ユニット２７および冷却ユニット２８のそれぞれに延伸するように、筐体部２１の上部において互いにビス止め等により接続されている。また連結部３２は、筐体部２１の側面および上面に対してＸ方向、Ｙ方向、および、Ｚ方向に延伸して接続されている。すなわち、複数ある連結部３２の光学エンジン２１を筐体部２１に固定する側は、筐体部２１の内面もしくは、光学エンジン３１以外の電装ユニット２７や冷却ユニット２８等の他のユニットを介して筐体部２１の内面に固定されている。そして、複数ある連結部３２のうち筐体部２１の内面に固定される連結部３２の少なくとも一部は、筐体部の側面と固定されていることが好ましい。 As shown in FIG. 10, the optical engine 31, the electrical unit 27, and the cooling unit 28 are each fixed to the lower part of the housing unit 21 with screws. As shown in FIG. 9, the coupling portion 32 is connected to each other at the upper portion of the housing portion 21 by screws or the like so as to extend from the optical engine 31 to each of the electrical unit 27 and the cooling unit 28. The connecting portion 32 is connected to the side surface and the upper surface of the housing portion 21 by extending in the X direction, the Y direction, and the Z direction. That is, the side of the plurality of connecting portions 32 that fixes the optical engine 21 to the housing portion 21 is connected to the inner surface of the housing portion 21 or another unit such as the electrical unit 27 or the cooling unit 28 other than the optical engine 31. It is fixed to the inner surface of the housing part 21. And it is preferable that at least one part of the connection part 32 fixed to the inner surface of the housing | casing part 21 among the several connection parts 32 is being fixed with the side surface of the housing | casing part.
このような構成により、筐体部２１と光学エンジン３１との接続部を介して光学エンジン３１に振動が伝わったとしても、影響のある周波数での共振による画像揺れを回避できるため、高画質な投射型表示装置を提供することができる。シミュレーションの結果では、連結部３２を設けない構成に比べて、共振周波数を５０％程度上昇させる効果を確認することができた。 With such a configuration, even if vibration is transmitted to the optical engine 31 via the connection portion between the casing unit 21 and the optical engine 31, image shake due to resonance at an influential frequency can be avoided. A projection display device can be provided. As a result of the simulation, it was possible to confirm an effect of increasing the resonance frequency by about 50% as compared with the configuration in which the connecting portion 32 is not provided.
次に、図１１を参照して、本実施形態における連結部３２の変形例について説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、連結部３２の変形例である。本実施形態において、図１１（ａ）、（ｂ）に示されるそれぞれの変形例のように、連結部３２の一部は、弾性構造（ばね構造）３２ａを有していてもよい。弾性構造３２ａは、通常使用時には剛体として作用し、落下時には応力を逃がす柔体として作用する。 Next, with reference to FIG. 11, the modification of the connection part 32 in this embodiment is demonstrated. FIGS. 11A and 11B are modified examples of the connecting portion 32. In the present embodiment, a part of the coupling portion 32 may have an elastic structure (spring structure) 32a as in the respective modifications shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b). The elastic structure 32a acts as a rigid body during normal use, and acts as a soft body that releases stress when dropped.
（第３の実施形態）
次に、図１３および図１４を参照して、本発明の第３の実施形態における投射型表示装置（液晶プロジェクタ）について説明する。本実施形態は、第２の実施形態の変形例である。図１３は、投射型表示装置１００ｂの斜視図である。図１４は、投射型表示装置１００ｂの正面図である。なお本実施形態において、第２の実施形態と同様の説明は省略する。本実施形態は反射型液晶パネルを光変調素子として用いた液晶プロジェクタに関して説明するが、本発明は他の光変調素子、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、透過型液晶表示素子を用いたプロジェクタ装置にも適用可能である。
(Third embodiment)
Next, a projection type display device (liquid crystal projector) according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is a modification of the second embodiment. FIG. 13 is a perspective view of the projection display device 100b. FIG. 14 is a front view of the projection display device 100b. In the present embodiment, the same description as in the second embodiment is omitted. Although the present embodiment will be described with respect to a liquid crystal projector using a reflective liquid crystal panel as a light modulation element, the present invention is a projector apparatus using another light modulation element such as a DMD (Digital Mirror Device) or a transmissive liquid crystal display element. It is also applicable to.
投射型表示装置のＸ方向に延伸する複数の連結部（補強部材）３２１は、固定部３２３により、筐体部２１の上面と側面とにビス止め等により固定されている。また、投射型表示装置のＹ方向に延伸する複数の連結部（補強部材）３２２は、固定部３２４により筐体部２１の上面と側面とにビス止め等により固定されている。また光学エンジン３１、電装ユニット２７、冷却ユニット２８は、Ｚ方向に延伸する連結部（補強部材）３２５により、筐体部の上面及び、連結部３２１または連結部３２２のいずれかに接続されるように設けられている。このとき連結部３２１及び連結部３２２の両方と接続するようにすることで、さらに強度を向上させることができる。このような構造をとることにより、筐体の肉厚を厚くして剛性を上げる必要はないため、製品全体を軽量にしつつも剛性を保つことができ、共振による影響を低減することができ、振動の影響を極力減らした高品位なプロジェクタを実現することができる。 A plurality of connecting portions (reinforcing members) 321 extending in the X direction of the projection display device are fixed to the upper surface and side surfaces of the housing portion 21 by screws or the like by a fixing portion 323. Further, the plurality of connecting portions (reinforcing members) 322 extending in the Y direction of the projection display device are fixed to the upper surface and the side surface of the housing portion 21 by screws or the like by the fixing portion 324. The optical engine 31, the electrical unit 27, and the cooling unit 28 are connected to the upper surface of the housing unit and one of the connection part 321 or the connection part 322 by a connection part (reinforcing member) 325 extending in the Z direction. Is provided. At this time, the strength can be further improved by connecting both the connecting portion 321 and the connecting portion 322. By adopting such a structure, it is not necessary to increase the rigidity of the housing by increasing the thickness of the housing, so that the rigidity can be maintained while reducing the overall product weight, and the influence of resonance can be reduced. It is possible to realize a high-quality projector that reduces the influence of vibration as much as possible.
本実施形態では、筐体部２１の側面に連結部３２１、３２２を接続するために固定部３２３、３２４をすべて筐体部２１の側面および上面で接続させているが、これに限定されるものではない。例えば、一部の固定部３２３、３２４を筐体部２１の側面に接しないように設けた場合でも、側面端近傍であれば、概ね同様の効果を得ることが実質的に可能である。ただし、その際は、筐体部２１の側面と上面もしくは下面が合わさる稜線部分において、本来であれば連結部を配置する部分に関して一部外装厚み等を増すことで強度を増す対応をとることが好ましい。 In the present embodiment, in order to connect the connecting portions 321 and 322 to the side surface of the housing portion 21, the fixed portions 323 and 324 are all connected to the side surface and the upper surface of the housing portion 21, but the present invention is not limited to this. is not. For example, even when some of the fixing portions 323 and 324 are provided so as not to contact the side surface of the casing portion 21, substantially the same effect can be substantially obtained as long as it is near the side surface end. However, in that case, in the ridge line portion where the side surface and the upper surface or the lower surface of the housing portion 21 are combined, it is possible to take measures to increase the strength by partially increasing the exterior thickness or the like with respect to the portion where the connecting portion is originally arranged. preferable.
また、本実施形態においては、連結部３２１、３２２を筐体部２１の上面に配置した例を示したが、実施の形態としてはその限りではなく、投射レンズの光軸近くに配置しても、筐体の下部に配置しても同様の効果を得ることができる。 Moreover, in this embodiment, although the example which has arrange | positioned the connection parts 321 and 322 on the upper surface of the housing | casing part 21 was shown, as an embodiment, it may not be limited to this, but it may arrange | position near the optical axis of a projection lens. The same effect can be obtained even if it is arranged at the bottom of the housing.
このように各実施形態において、投射型表示装置１００（１００ａ、１００ｂ）は、収容部（光学エンジン３１）、筐体部２１、および、補強部材（連結部２５、２６、３２、３２１、３２２、３２５）を有する。収容部は、光源ユニットと、光変調素子（液晶パネル：緑色パネル１１、赤色パネル１５、青色パネル１７）と、光変調素子に光源ユニットからの光を照明する光学系（フライアイレンズ３、４、ＰＳ変換素子５、コンデンサレンズ６等）を収容することが可能である。筐体部は、収容部を収容する。補強部材は、収容部の外面（例えば上面）から筐体部の内面（例えば天面または側面の少なくとも一方）へ延伸して設けられ、収容部の外面と筐体部の内面とに接する。補強部材の筐体部の内面に接する側は、筐体部の側面に固定されるように設けられている。 Thus, in each embodiment, the projection display device 100 (100a, 100b) includes a housing part (optical engine 31), a housing part 21, and reinforcing members (connecting parts 25, 26, 32, 321, 322, 325). The housing unit includes a light source unit, a light modulation element (liquid crystal panel: green panel 11, red panel 15, blue panel 17), and an optical system (fly eye lenses 3, 4) that illuminates the light modulation element with light from the light source unit. , PS conversion element 5, condenser lens 6 and the like). The housing portion accommodates the accommodating portion. The reinforcing member extends from the outer surface (for example, the upper surface) of the housing portion to the inner surface (for example, at least one of the top surface or the side surface) of the housing portion, and contacts the outer surface of the housing portion and the inner surface of the housing portion. The side of the reinforcing member in contact with the inner surface of the housing part is provided so as to be fixed to the side surface of the housing part.
好ましくは、補強部材は、複数設けられており、複数の補強部材の少なくとも一部のそれぞれの筐体部に固定される側は、筐体部の側面に固定されるように設けられている。また好ましくは、補強部材は、収容部から筐体部に向かって、Ｘ方向、Ｙ方向、および、Ｚ方向の少なくとも一つの方向に延びて設けられている。また好ましくは、投射型表示装置は、筐体部に収容されるユニット（電装ユニット２７、冷却ユニット２８）を有する。そしてユニットと収容部と筐体部とは、補強部材により連結されている。 Preferably, a plurality of reinforcing members are provided, and a side of each of the plurality of reinforcing members that is fixed to each housing part is provided so as to be fixed to a side surface of the housing part. Preferably, the reinforcing member is provided so as to extend in at least one of the X direction, the Y direction, and the Z direction from the housing portion toward the housing portion. Preferably, the projection display device includes units (electrical unit 27, cooling unit 28) accommodated in the casing. And the unit, the accommodating part, and the housing | casing part are connected by the reinforcement member.
各実施形態において、補強部材（連結部３２）は一枚の金属板（平板）で構成されていてもよい。また各実施形態において、設置部２４は、筐体部２１に設けられた脚部に限定されるものではなく、筐体部２１に形成されたネジ穴であってもよい。また各実施形態において、光源ユニットは光源としてランプを有するが、これに限定されるものではない。光源ユニットは、例えば、レーザと蛍光体とを用いて白色光を出射する光源を有していてもよい。 In each embodiment, the reinforcing member (connecting portion 32) may be composed of a single metal plate (flat plate). Moreover, in each embodiment, the installation part 24 is not limited to the leg part provided in the housing | casing part 21, The screw hole formed in the housing | casing part 21 may be sufficient. Moreover, in each embodiment, although the light source unit has a lamp as a light source, it is not limited to this. The light source unit may have, for example, a light source that emits white light using a laser and a phosphor.
また、新品と交換することを目的として光源ユニットはプロジェクタから取り外し可能であってもよい。つまり、収容部は、光源ユニット、液晶パネル、液晶パネルを照明する光学系を収容可能であればよい。 The light source unit may be removable from the projector for the purpose of replacing with a new one. In other words, the accommodating portion only needs to accommodate the light source unit, the liquid crystal panel, and the optical system that illuminates the liquid crystal panel.
このように各実施形態において、投射型表示装置をシミュレータ機器に搭載して動作させる場合、自励振動や設置場所の環境による外乱振動により発生する共振が画質に影響を与えることを抑制することができる。このため各実施形態によれば、小型かつ軽量で、高画質な画像を投射することが可能な投射型表示装置を提供することが可能である。 As described above, in each embodiment, when the projection display device is mounted and operated on the simulator device, it is possible to suppress the influence of the resonance generated by the self-excited vibration or the disturbance vibration due to the environment of the installation place on the image quality. it can. For this reason, according to each embodiment, it is possible to provide a projection display device that can project a high-quality image that is small and lightweight.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
１ 光源
２ 反射鏡
３、４ フライアイレンズ（光学系）
５ ＰＳ変換素子（光学系）
６ コンデンサレンズ（光学系）
１１ 緑色パネル（光変調素子）
１５ 赤色パネル（光変調素子）
１７ 青色パネル（光変調素子）
２１ 筐体部
２５、２６、３２，３２１、３２２、３２５ 連結部（補強部材）
３１ 光学エンジン（収容部）
１００、１００ａ 投射型表示装置
1 Light source 2 Reflector 3, 4 Fly eye lens (optical system)
5 PS conversion element (optical system)
6 Condenser lens (optical system)
11 Green panel (light modulation element)
15 Red panel (light modulation element)
17 Blue panel (light modulation element)
21 Housing parts 25, 26, 32, 321, 322, 325 Connecting parts (reinforcing members)
31 Optical engine (container)
100, 100a Projection display device
Claims (11)
前記収容部を収容する筐体部と、
前記収容部の外面から前記筐体部の内面へ延伸して設けられ、前記収容部の外面と前記筐体部の内面とに接する補強部材と、を有し、
前記補強部材の前記筐体部の前記内面に接する側は、前記筐体部の側面に固定されるように設けられている
ことを特徴とする投射型表示装置。 A storage unit capable of storing a light source unit, a light modulation element, and an optical system that illuminates light from the light source unit in the light modulation element;
A housing portion for housing the housing portion;
A reinforcing member provided extending from the outer surface of the housing portion to the inner surface of the housing portion, and in contact with the outer surface of the housing portion and the inner surface of the housing portion;
The projection-type display device, wherein a side of the reinforcing member that contacts the inner surface of the housing is fixed to a side surface of the housing.
複数の補強部材の少なくとも一部のそれぞれの前記筐体部に固定される側は、前記筐体部の側面に固定されるように設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。 A plurality of the reinforcing members are provided,
2. The projection according to claim 1, wherein at least a part of each of the plurality of reinforcing members is fixed to a side surface of the casing unit. Type display device.
前記補強部材は、前記収容部から前記筐体部に向かって、前記Ｘ方向、前記Ｙ方向、および、前記Ｚ方向の少なくとも一つの方向に延びて設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。 The direction parallel to the optical axis direction of the projection lens is the X direction, the direction perpendicular to the X direction and parallel to the lateral direction of the housing portion is the Y direction, and the direction perpendicular to the X direction is perpendicular to the X direction. When the direction parallel to the height direction is the Z direction,
2. The reinforcing member is provided to extend in at least one of the X direction, the Y direction, and the Z direction from the housing portion toward the housing portion. Or the projection type display apparatus of 2.
前記設置部は、前記筐体部の外淵部よりも前記収容部の端部の近くに配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 In order to install the projection display device further has an installation part provided in the housing part,
4. The projection display device according to claim 1, wherein the installation portion is disposed closer to an end portion of the housing portion than an outer flange portion of the housing portion. 5. .
ことを特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置。 The projection display device according to claim 4, wherein the installation unit is a leg unit provided in the housing unit.
ことを特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置。 The projection display device according to claim 4, wherein the installation portion is a screw hole formed in the housing portion.
前記ユニットおよび前記収容部はそれぞれ、前記筐体部と、前記補強部材により固定されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 It further has a unit accommodated in the housing part,
The projection display device according to claim 1, wherein each of the unit and the housing portion is fixed by the housing portion and the reinforcing member.
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 The projection type display device according to claim 1, wherein the reinforcing member is formed of a single metal plate.
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 The projection display device according to claim 1, wherein at least a part of the reinforcing member has an elastic structure.
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 The projection type display device according to claim 1, wherein the light source unit includes a lamp.
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 The projection type display device according to claim 1, wherein the light source unit includes a laser and a phosphor.
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