JP2739621B2 - 投射式大画面ディスプレイの光源切換方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ランプ等の光源を用い
た投射式ディスプレイに係わり、特に、大画面ディスプ
レイ中、軸外し光学系を有する投射式大画面ディスプレ
イの光源切換方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】特願平１−７９０１０号公報「投射型表
示装置」及び特願平１−７９０１２号公報「投射型表示
装置」には、ランプの切換えに際し、光源ユニットを移
動させることにより、ランプを切換える技術が記載され
ている。しかし、この技術は、光源ユニットを移動させ
るため、移動後のランプ発光点の位置出しに細心の注意
を払う必要がある。また、光源ユニットを移動するた
め、駆動部を含めて小型化が困難である。また、特願平
１−７９０１１号公報「投射型表示装置」には、ミラー
を移動されることにより、ランプを切換える技術が記載
されている。しかし、この公報には、光源を３台以上設
置することについては言及されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】大画面投射式ディスプ
レイは、非発光素子の光シャッター効果を利用する。こ
のため、大画面投射式ディスプレイでは、ＣＲＴタイプ
等の自発光式を除いて、光源が必要になる。この光源と
して一般にランプを使用する。一方、ランプ類は、一般
に短寿命（平均値：１０００ｈｒ）であり、かつ、ラン
プ切れを起こす。ランプ切れが発生すると、ディスプレ
イは無表示になり、機能を果たさなくなる。また、ラン
プを交換する場合にもランプの消灯及びランプ等の冷却
のため、消灯時間を必要とし、ディスプレイの無表示が
時間的に長引くという問題点を有する。本発明の目的
は、ランプ切れ、ランプ交換等により発生する無表示時
間を極めて短くするに好適な投射式大画面ディスプレイ
の光源切換方式を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ため、投射式大画面ディスプレイにおいて、投射レンズ
と光源の配置及び光束の通路が投射レンズ内の光軸に対
して、同心円状に配置されることに着目し、軸外し光学
部の光軸を中心に、複数の光源を光軸から同心円上に配
置し、軸外し光学部を回転させるようにした。

【０００５】

【作用】投射レンズの光軸に対して対称に光源を配置す
ることにより、投射レンズを回転させても、投射レンズ
内の光軸から見ると、回転させる前と同一光学系を構成
することができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図２に、投射式大画面ディスプレイの基本構成図を
示す。図２において、光源（６）は、ランプから出た光
をミラーにより集光した光であり、この光源（６）から
出た光束（８）は、投射レンズ（３）内の小形ミラー
（４）に集光され、光として入射する。この光束（８）
は、投射レンズ内のレンズ（２）により平行光に変換さ
れる。ここで、小形ミラー（４）はレンズ（２）の焦点
付近に配置してある。変換された光束は、反射形光シャ
ッター（５）（具体的には反射形液晶素子）に照射され
る。このとき、照射光の光軸（８２）を、光学系の光軸
（９）（投射レンズ（３）−反射形光シャッター（５）
の光軸）からα度（通常３〜５度）（１１）傾けて照射
する。このため、照射する光束は平行光であり、平行光
全体の光軸（８２）が傾くことになる。一方、反射形光
シャッター（５）には図形情報が入っており、図２の下
段に拡大して示すように、入射光を反射する個所と入射
光を散乱する個所がある。反射個所は光が戻り、散乱す
る個所では光が戻らない（散乱する）。この戻り光の強
弱により図形を構成する。次に、反射形光シャッター
（５）から反射された光は、再びレンズ（２）に入射す
る。レンズ（２）への入射光は、平行光のため、小形ミ
ラー（４）の付近の再度集光点（１２）に集光する。し
かし、照射光の光軸（８２）を光学系光軸（９）に対し
て、数度傾けてあるため、光学系光軸（９）に対して、
小形ミラー（４）と対称な位置に集光する。これによ
り、反射系光学シャッター（５）からの反射光は、小形
ミラー（４）に妨害されず、レンズ（１）に入射でき
る。例えば、小形ミラー（４）は光軸（９）の上側にあ
り、再集光点（１２）は光軸（９）の下側にある。レン
ズ（１）から出た光は、スクリーン（７）に投射され、
スクリーン（７）上で結像する。しかし、この基本構成
の本光学系は、光源（６）の光を反射系光シャッター
（５）に照射し、投射レンズ（３）により、スクリーン
（７）に表示を行っている。このため、光源（６）のラ
ンプ切れ、あるいは、ランプの交換作業等により、発光
しなくなると、スクリーン（７）上に表示は全く出来な
くなり、ディスプレイとしての機能が停止してしまう。

【０００７】そこで、図１に、本発明の一実施例を示
す。図１は、本発明の投射式大画面ディスプレイの光源
切換方式であり、光学系光軸（９）に対して、光源
（６）と対称な位置に予備光源（６１）を配置する。図
２と同一符号は、同一対象物を表し、同一機能を呈す
る。本実施例において、光源（６）にランプ切れ等が発
生した場合には、投射レンズ（３）を図１（ａ）の状態
から図１（ｂ）に示すように１８０度回転させ、予備光
源（６１）に切換える。これは、光源（６）から予備光
源（６１）に投射レンズ（３）を１８０度回転させて
も、小形反射ミラー（４）、反射形光シャッター（５）
への入射角度（１１）、再集光点（１２）が光学系光軸
（９）に対して全て対称になっているためである。この
ように、投射レンズ（３）を回転させることにより、容
易にランプの切換えを実現することができる。

【０００８】また、図４に、予備ランプを複数個実装し
た他の実施例を示す。図４には、ランプを９０度の位置
に４個配置した光源（６）、（６１）、（６２）、（６
３）を示す。図４（ａ）は、図４（ｂ）のＡーＡ’から
みた断面図である。本実施例において、光源（６）にラ
ンプ切れ等が発生した場合には、投射レンズ（３）を矢
印のように９０度回転させ、予備光源（６２）に切換え
る。予備光源（６１）（６３）についても同様である。
このようにして、図１の実施例と同様の機能を発揮す
る。なお、実装スペースがあれば、予備光源を４個以上
の多数個を取り付けることも可能である。以上の説明
は、簡略化のため、反射形光シャッター（５）が１個、
すなわち、モノクロについて行った。図５に示すよう
に、投射レンズ（３）と反射形光シャッター（５）の間
に、分光素子（１３）を挿入し、色の三原色（赤、緑、
青）に分け、反射形光シャッター（５１）、（５２）を
追加することにより、カラー化も可能である。さらに、
光電素子（１０）を例えばスクリーン（７）の周囲に配
置（図１を参照）することにより、無表示状態を検出
（あるいは、ランプの電流の有無）等を検出して、光源
の異常を検知し、予備ランプの点灯、投射レンズの回転
を自動的に行うことが可能である。このようにして、投
射形ディスプレイの信頼性を大幅に向上することができ
る。

【０００９】次に、図３に、本発明を実施する具体的構
成について説明する。図３の上段に斜視図を、下段には
Ｑ矢視方向からの側面断面図とＰ矢視正面図を、中段に
はハンドル固定の拡大図を示す。投射レンズ（３）の両
端には、固定及び回転をスムーズに行えるようにベアリ
ング（９１）を取り付け、ベアリング（９１）を介して
投射レンズ（３）をベース（９４）に固定する。これに
より、投射レンズ（３）を投射レンズ光軸（９）に対し
て回転させる。また、回転後の位置出しを容易にするた
め、固定側のベース（９４）には、ストッパー（９３）
を取り付け、投射レンズ（３）側にはハンドル（９２）
を取り付ける。なお、投射レンズ（３）の回転後の位置
調整のため、組立時にストッパー（９３）を上下方向に
調整固定を実施しておく。さらに、回転後は投射レンズ
（３）の微動が発生しないよう押え金具（９５）により
ハンドル（９２）を固定する。以上の機構を用いて、光
源切換時の動作について説明する。 （１）押え金具（９５）のネジを緩める。 （２）投射レンズ（３）に付いているハンドル（９２）
を手で１８０度回転させ、反対側にあるストッパー（９
３）の位置まで回転させる。 （３）回転させたハンドル（９２）をストッパー（９
３）と押え金具（９５）で挟み、ネジを締め付ける。 上記３ステップによって、光源の切換えは完了する。光
源の切換えに際しては （ｉ）機械的に、固定位置の位置出し機構がある。 （ｉｉ）投射レンズ（３）の両端を固定し、光軸（９）
を軸として、回転運動させるため、面倒れ等が発生しな
い。 等により、本実施例は再現性が非常に良い。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、ランプ切れ、ランプ交
換作業等による無表示状態という投射形ディスプレイが
本質としてもっている欠点をカバーし、ランプ切れ、ラ
ンプ交換等により発生する無表示時間を極めて短くする
ことが可能になる。また、光源の切換えに際し、機械的
に固定位置の位置出し機構及び投射レンズの両端を固定
して光軸を軸として回転させるため、再現性が非常に高
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す。

【図２】投射式大画面ディスプレイの基本構成図を示
す。

【図３】本発明を実施する具体的構成を示す。

【図４】本発明の他の実施例を示す。

【図５】本発明のカラー化に対する補足図を示す。

【符号の説明】

１、２ レンズ ３ 投射レンズ ４ 小形ミラー ５、５１、５２ 反射形光シャッター ６、６１、６２、６３ 光源 ７ スクリーン ８ 光束 ９ 光学形の光軸 １０ 光電素子 １１ 角度 １２ 再集光点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝山 一郎 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 日立プロセスコンピュータエンジニアリ ング株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−196782（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−257191（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−257192（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−257193（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源からの出射光束を集光
   させ、反射する小型ミラーと、前記小型ミラーからの光
   束を平行光に変換するレンズと、前記平行光を照射する
   反射式画像部を有し、前記反射式画像部からの反射光
   を、再度前記レンズに入射し、再び、前記レンズによっ
   て前記小型ミラーを避ける位置に集光させ、光を通過さ
   せる軸外し光学部からなる投射式大画面ディスプレイに
   おいて、前記軸外し光学部の光軸を中心に、複数の光源
   を前記光軸から同心円上に配置し、前記軸外し光学部を
   回転させることを特徴とする投射式大画面ディスプレイ
   の光源切換方式。
2. 【請求項２】 請求項１において、レンズと反射式画像
   部との間に分光素子を設け、カラー化することを特徴と
   する投射式大画面ディスプレイの光源切換方式。
3. 【請求項３】 複数の光源と、回転自在の投射レンズ
   と、投射レンズを固定する固定ベースと、投射レンズに
   取付けたハンドルと、回転後の投射レンズを位置決めす
   る位置出し機構と、ハンドルを固定する押え金具とを具
   備し、光学系光軸を軸として、投射レンズを回転運動さ
   せるとともに、所定の位置に固定して、所定の光源に切
   換えることを特徴とする投射式大画面ディスプレイの光
   源切換方式。