JP4002776B2 - 投影表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子画像をスクリーンに投影する投影表示装置に係り、特に、そのような投影表示装置の小型化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像をスクリーンに投影する投影表示装置として、特開平８−２９７３２８号公報に開示されているように、透過型原稿を拡大投影するオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）が知られている。この公報に開示のＯＨＰは、光源と投影用の光学系のユニットと原稿の載置台となるフレネルレンズとを、アームに対して回動可能に構成している。従って、上記光源、上記投影用光学系ユニット及び上記フレネルレンズをアーム内に折りたたむことで、当該装置の非使用時に、装置の体積を縮小することができる。
【０００３】
このようなＯＨＰは、光を画像に変調するデバイスとしてのＯＨＰフィルムを操作者が取り替えることで、投影する画像を切り替えるものである。そのため、ＯＨＰフィルムを戴置するテーブルが必要であり、これが装置の小型化の妨げとなっている。
【０００４】
そこで、近年、パーソナルコンピュータ等と接続して、電子画像をスクリーンに投影する投影表示装置として、例えば、特開平５−２３２４２６号公報に開示されているような、液晶パネルによって光源からの光を画像に変調する液晶プロジェクタが広く用いられるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、液晶プロジェクタは、ＯＨＰフィルム戴置用のテーブルが不要となることから小型が可能であるが、まだまだ気軽に携帯して持ち運べるほどの小型化は達成されていない。
【０００６】
これは、上記液晶パネルの保護のために、該液晶パネルを光源や光学系と共にハウジング内に収納して外部から遮断される構成としなければならないことによる。即ち、非常に大きな熱源となる光源と一緒にハウジング内に収納するため、放熱に寄与する内部放熱空間の体積や装置表面積を確保しなければならないからである。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、小型で携帯可能な投影表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による投影表示装置は、照明光を発する光源と、入射した上記照明光を入力されるイメージデータに応じて変調制御し投影光を出射する変調デバイスと、上記変調デバイスからの投影光を所定のスクリーン上に結像し上記イメージデータに応じた投影像を形成する光学手段と、上記光源、上記変調デバイス及び上記光学手段を収納する２つのブロックで構成されるハウジングと、上記２つのブロックを相対的に回動可能とする回転軸とを具備し、上記回転軸により上記２つのブロックを相対的に回動することで上記投影像の投影が可能な第１の状態と不可能な第２の状態とを切り替えるとともに、上記光学手段の光軸と上記回転軸とは上記第１の状態及び上記第２の状態において常に略平行であり、さらに上記第２の状態では、一方のブロック表面に配置されている上記光学手段が有する投影レンズ面が、他方のブロック表面によって保護されるとともに、上記ハウジングに外接する仮想的な直方体のうち最も小さい容積が、上記第１の状態よりも上記第２の状態の方が小さくなることを特徴とする。
【０００９】
即ち、特開平８−２９７３２８号公報に開示されたような従来の携帯型ＯＨＰは、光源と変調デバイスと光学系を内包するハウジングを持たないため、操作者が各構成要素に触れることが可能である。また、異物や埃などが光学系や変調デバイスに付着することを防ぐ手段が無い。そのため変調デバイスの故障や、変調デバイス及び光学系に指紋などの汚れが付着し、装置の動作に不具合が発生する可能性がある。また、特開平５−２３２４２６号公報に開示されたような従来の液晶プロジェクタでは、非使用時に装置に外接する直方体の最小容積が小さくならず、持ち運びや収納に不便である。
【００１０】
これに対して、請求項１に記載の発明の投影表示装置によれば、光源、変調デバイス、光学手段及び状態選択手段を収納するハウジングに外接する仮想的な直方体のうち最も小さい容積が、投影像の投影が可能な第１の状態よりも、投影像の投影が不可能な第２の状態の方が小さくなるように構成しているので、非使用時である第２の状態においてハウジングに外接する仮想的な直方体のうち最も小さい容積を、使用時である第１の状態に比べて小さくすることで、装置の収納・持ち運びに便利になる。
【００６０】
また、特開平５−２３２４２６号公報に開示されたような従来の液晶プロジェクタでは、非使用状態で投影レンズを保護するには別途レンズカバーを必要とする。
【００６１】
これに対して、請求項１に記載の発明の投影表示装置によれば、非使用時に投影レンズが他方のブロックに対向することで、別途レンズカバーを設けることなくレンズを保護できる。
【００６５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００６６】
［第１の実施の形態］
図１の（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す図である。
【００６７】
本実施の形態に係る投影表示装置は、照明光を発する光源と、入射した照明光を入力されるイメージデータに応じて変調制御し投影光を出射する変調デバイスと、該変調デバイスからの投影光を所定のスクリーン（図示せず）上に結像し上記イメージデータに応じた投影像を形成する光学手段とを備え、これら光源、変調デバイス及び光学手段をハウジング１０内に収納しているものである。
【００６８】
ここで、上記光源は、高圧水銀ランプなどのランプ１１と該ランプ１１の前面に配された赤外カットフィルタ１２とからなる。
【００６９】
また、上記変調デバイスとしては、入力されるイメージデータのＲＧＢそれぞれの成分毎に変調を行うように、Ｒ液晶パネル１３Ｒ、Ｇ液晶パネル１３Ｇ、及びＢ液晶パネル１３Ｂが使用される。
【００７０】
そして、上記光学手段としては、２つの全反射ミラー１４ａ，１４ｂ、赤色の成分のみを反射し緑色及び青色の成分を透過させる２つのＲ反射ミラー１５Ｒ１，１５Ｒ２、緑色の成分のみを反射し赤色及び青色の成分を透過させるＧ反射ミラー１５Ｇ、青色の成分のみを反射し赤色及び緑色の成分を透過させるＢ反射ミラー１５Ｂ、３つのコンデンサレンズ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び投影レンズ１７を含む。
【００７１】
なお、上記ハウジング１０は、ランプ側ハウジング１０ａとレンズ側ハウジング１０ｂの２つの筐体からなっている。
【００７２】
即ち、ランプ１１から出た光は、赤外カットフィルタ１２で赤外線が吸収された後、Ｇ反射ミラー１５Ｇで緑色の成分が反射・分離される。このＧ反射ミラー１５Ｇで反射された光は、全反射ミラー１４ａで反射され、コンデンサレンズ１６ａを通過した後、Ｇ液晶パネル１３Ｇを通過することで、緑色の成分が画像変調される。
【００７３】
また、上記Ｇ反射ミラー１５Ｇを透過した光は、Ｒ反射ミラー１５Ｒ１で赤色の成分が反射・分離される。このＲ反射ミラー１５Ｒ１で反射された光は、コンデンサレンズ１６ｂを通過した後、Ｒ液晶パネル１３Ｇを通過することで、赤色の成分が画像変調される。
【００７４】
そして、上記Ｒ反射ミラー１５Ｒ１を透過した光は、コンデンサレンズ１６ｃを通過した後、Ｂ液晶パネル１３Ｂを通過することで、青色の成分が画像変調される。
【００７５】
これらＲＧＢ３つの変調された光は、Ｒ反射ミラー１５Ｒ２及びＢ反射ミラー１５Ｂによって合成され、投影レンズ１７によってスクリーンなどに画像として投影される。
【００７６】
一方、図１の（Ｂ）は、本実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す図である。
【００７７】
同図に破線で囲んで示すランプ１１、赤外カットフィルタ１２、Ｇ反射ミラー１５Ｇ、Ｒ反射ミラー１５Ｒ１、Ｒ反射ミラー１５Ｒ２、全反射ミラー１４ａ、コンデンサレンズ１６ａ、及びＧ液晶パネル１３Ｇが、ランプ側ハウジング１０ａと一体になって同図に矢印Ａで示すように投影レンズ１７側に移動し、装置の体積が縮小する。
【００７８】
このように、本第１の実施の形態に係る投影表示装置は、ハウジング１０が伸縮自在に構成され、投影像の投影が可能な第１の状態と不可能な第２の状態とを切り替え可能となっている。
【００７９】
従って、当該投影表示装置の非使用時には、上記第２の状態に切り替える、つまり、投影表示装置の光学部品間の空間を縮めることで、装置体積を減らし、持ち運びや収納に便利なようにすることができる。
【００８０】
また逆に、当該投影表示装置の使用時には、上記第１の状態に切り替えることで、装置ハウジング１０の表面積が装置非使用時に比べて大きくなる。このため、ハウジング１０内部で電気回路や光源（ランプ１１）から熱が発生するが、この熱をハウジング１０表面が装置外部に放熱する量が増えるので、連続的に装置を使用しても動作異常を起こしたり、装置の破壊を起こしたりしない温度に内部を保つことができる。
【００８１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００８２】
図２の（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す外観図である。
【００８３】
本実施の形態に係る投影表示装置は、上記第１の実施の形態と同様に、照明光を発する光源と、入射した照明光を入力されるイメージデータに応じて変調制御し投影光を出射する変調デバイスと、該変調デバイスからの投影光を所定のスクリーン（図示せず）上に結像し上記イメージデータに応じた投影像を形成する光学手段とを備え、これら光源、変調デバイス及び光学手段をハウジング２０内に収納しているものである。
【００８４】
そして、本実施の形態においては、レンズカバー２０ａが開閉可能に、また、ランプハウスカバー２０ｂが移動可能に構成され、これによりハウジング２０が伸縮自在な構成となっている。
【００８５】
ここで、レンズカバー２０ａは、当該投影表示装置の使用状態のときには、図２の（Ｂ）に示すように開放され、非使用状態のときには、図２の（Ｃ）に示すように、閉じられるものである。即ち、レンズカバー２０ａを図示矢印Ｂ側に閉じると、該レンズカバー２０ａと投影レンズ２１の間に配置されたリンクレバー２２によって投影レンズ２１が装置ハウジング２０内側に向かって斜め下方に移動する。このとき、露出していた投影レンズ２１のピント調節リング２３も隠れ、操作者がピント調節リング２３を操作できないようになる。
【００８６】
この２つの状態の投影レンズ２１周辺の断面を、図２の（Ｄ）と図２の（Ｅ）に示す。
【００８７】
即ち、図２の（Ｄ）に示す使用状態では、レンズカバー２０ａが開いており、投影レンズ２１が投影に必要なバックフォーカス（ｂ．ｆ．）を画像変調素子としての液晶パネル２４との間に確保できる位置にあり、さらに、レンズシフト分だけ投影レンズ２１を液晶パネル２４に対して上方に位置している。このようにシフトさせることで、該投影表示装置自体を傾けなくても、斜め上方に画像を投影することができる。
【００８８】
これに対して、図２の（Ｅ）に示す非使用時は、同図に矢印Ｃで示すように、上記投影レンズ２１が該投影レンズ２１の後方にある液晶パネル２４に近接した位置で且つレンズシフトが減少する方向に移動する。この状態では、投影レンズ２１がレンズカバー２０ａで覆われているのと、投影レンズ２１と液晶パネル２４と間の距離が近すぎるために、画像を投影することはできない。
【００８９】
また、図３の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ当該投影表示装置の使用状態及び非使用状態のときの上記ランプハウスカバー２０ｂの状態を示す図である。即ち、図３の（Ａ）に示す使用時には、ランプ冷却用の空気が出入りする通気孔２５が開いており、ランプ周辺の冷却が可能になっている。これに対して、図３の（Ｂ）に示す非使用時には、ランプハウスカバー２０ｂが図示矢印Ｄ方向に移動して、上記通気孔２５が閉じ、輸送時などに埃や異物が装置内に入り込むのを防止するようになっている。
【００９０】
この２つの状態のランプ周辺の断面を、図３の（Ｃ）と図３の（Ｄ）に示す。
【００９１】
即ち、図３の（Ｃ）に示すように、上記ランプハウスカバー２０ｂで囲まれたランプハウス内には、ランプ２６と赤外カットフィルタ２７とが収納されており、更に該ランプハウス前面にはフライアイレンズ２８ａが構成されている。該フライアイレンズ２８ａは、対向して設けられたハウジング２０側のフライアイレンズ２８ｂとによって、ランプ２６からの光の輝度ムラを平均化するものであるが、平均化させるには、図３の（Ｃ）のように２枚のフライアイレンズ間の距離がｄ２だけ必要である。これに対して、非使用時には、この距離をｄ１に縮めるようにランプハウスを移動して、図３の（Ｄ）に示す状態にし、上記投影レンズ部と合わせて、非使用時の装置体積を減らし、収納及び形態に便利なようにすることができる。
【００９２】
また、ランプハウスを非使用状態に位置させたときは、ランプ２６への電源供給回路が切断されるようになっている。これにより、ランプ冷却用の通気孔２５が閉じた状態でランプが点灯し、装置内部が過熱して装置が破壊してしまうというおそれを無くしている。
【００９３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００９４】
図４の（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す図である。
【００９５】
即ち、ハウジング３０内において、ランプ３１から出た光は、赤外カットフィルタ３２と輝度ムラを平均化する２枚のフライアイレンズ３３ａ，３３ｂを通過した後、照明系レンズ３４に導かれる。この照明系レンズ３４を通過した光は、回転するカラーフィルタホイール３５を透過し、時分割でＲＧＢに分解される。そして、ＲＧＢに分解された光は、モノクロ液晶パネル３６により画像変調され、投影レンズ３７により不図示スクリーンに画像として投影される。
【００９６】
この場合、カラーフィルタホイール３５の直径が、上記投影レンズ３７やランプ３１の直径に比べて大きいため、カラーフィルタホイール３５がハウジング３０から突出した状態になっている。
【００９７】
これに対して、図４の（Ｂ）は、本第３の実施の形態に係る投影表示装置の非使用状態を示す図である。
【００９８】
即ち、非使用状態においては、上記モノクロ液晶パネル３６を投影レンズ３７側（図示矢印Ｅ方向）に移動して、両者の間の光学的空間を縮めると共に、上記照明系レンズ３４と該照明系レンズ３４側のフライアイレンズ３３ｂを上記ランプ３１側（図示矢印Ｆ方向）に移動して、両者の間の光学的空間を縮める。そして、上記モノクロ液晶パネル３６と照明系レンズ３４及びフライアイレンズ３３ｂとの移動により空いた空間に、上記カラーフィルタホイール３５を、矢印Ｇで示すように、９０度回転させて収納する。これにより、装置の厚み方向に突出した部分が無くなり、携帯し易くなる。
【００９９】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
【０１００】
図５の（Ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す図である。
【０１０１】
即ち、ハウジング４０内において、ランプ４１から出た光は、赤外カットフィルタ４２と輝度ムラを平均化する２枚のフライアイレンズ４３を通過した後、照明系レンズ４４に導かれる。この照明系レンズ４４を通過した光は、カラー液晶パネル４５により画像変調され、投影レンズ４６によりスクリーン１に画像として投影される。この場合、上記カラー液晶パネル４５の中心に対して上記投影レンズ４６の中心がシフトしている。このように投影レンズ４６をカラー液晶パネル４５に対し上方にシフトさせると、該投影表示装置自体を上方に傾けなくても投影レンズ４６より上方に画像を投影できる。この場合の投影レンズ４６の直径は、レンズをシフトさせない場合に比べ大きくなるので、装置ハウジング４０の最大高さは、投影レンズ４６の径で決まる。
【０１０２】
そこで、本実施の形態においては、上記投影レンズ４６は、回転中心４７に対して回転可能になっている。そして、この投影レンズ４６の上方には、レンズカバー４０ａが、ハウジング４０の上側に一端を回転可能に支持されて、上記投影レンズ４６に向かって図示しない付勢手段によって付勢されている。同様に、上記投影レンズ４６の下方には、レンズカバー４０ｂが、ハウジング４０の下側に一端を回転可能に支持されて、上記投影レンズ４６に向かって図示しない付勢手段によって付勢されている。
【０１０３】
一方、図５の（Ｂ）は、本第４の実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す図である。
【０１０４】
即ち、非使用時には、上記投影レンズ４６は、上記回転中心４７に対し時計回りに９０度回転される。この投影レンズ４６の回転に伴い、上記レンズカバー４０ａ及びレンズカバー４０ｂが、この投影レンズ４６の２つの開口部をそれぞれ塞ぐ。この場合、投影レンズ４６の直径よりも、該投影レンズ４６の光軸方向の大きさの方が小さいので、投影レンズ４６を回転させることにより、装置ハウジング４０の最大高さを使用時より小さくできる。また、投影レンズ４６の開口部を２つのレンズカバー４０ａ，４０ｂが塞ぐため、輸送時に投影レンズ４６を傷つけたり、埃が付着したりするのを防止できる。
【０１０５】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。
【０１０６】
図６（Ａ）は、本発明の第５の実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す外観図であり、図６の（Ｂ）は、このときの内部構造を示す図である。
【０１０７】
即ち、該投影表示装置は、電源側ハウジング５０ａと光学系側ハウジング５０ｂとから構成されている。ここで、電源側ハウジング５０ａ内には、電源５１や制御回路５２と共にランプ５３が配置されている。このランプ５３から出た光は、光学系側ハウジング５０ｂ内に入り、Ｂ反射ミラー５４Ｂで青色成分を反射・分離する。この反射された青色の光は、Ｂ液晶パネル５５Ｂを通過して画像データに従って変調されてダイクロックプリズム５６に入射する。一方、上記Ｂ反射ミラー５４Ｂを通過した光は、全反射ミラー５７ａでＧ反射ミラー５４Ｇに導かれ、該Ｇ反射ミラー５４Ｇで緑色の成分を反射・分離する。この反射された緑色の光は、Ｂ液晶パネル５５Ｇを通過して画像データに従って変調されて上記ダイクロックプリズム５６に入射する。また、上記Ｇ反射ミラー５４Ｇを通過した光は、２つの全反射ミラー５７ｂ，５７ｃによりＲ液晶パネル５５Ｒに導かれ、画像データに従って変調されて上記ダイクロックプリズム５６に入射する。そして、このダイクロックプリズム５６でＲＧＢ３色の光が合成され、投影レンズ５８に入射する。
【０１０８】
しかしながら、この非使用状態では、この投影レンズ５８が電源側ハウジング５０ａに対向しているため、画像を投影することはできない。
【０１０９】
図６の（Ｃ）は、本第５の実施の形態に係る投影表示装置の使用状態を示す図である。この使用状態においては、光学系側ハウジング５０ｂに対し、電源側ハウジング５０ａをランプ５３の光軸回りに９０度回転させている。即ち、図６の（Ａ）に示す状態では接地面の面積が小さいが、このような使用状態では、電源側ハウジング５０ａが横倒しになるため、接地面積が増える。また、投影レンズ５８が露出するので画像を投影することが可能になると共に、電源５１やランプ５３の冷却用の通気孔５９が開く。
【０１１０】
このような構成では、非使用時用に特別にレンズカバーを備えること無く投影レンズ５８を保護できる。また、装置に外接する直方体２の最小体積は、使用状態のときに比べ非使用状態のときの方が小さいので、収納・輸送に適している。さらに、非使用時には、冷却用の通気孔５９がふさがっているので、不要な異物の装置内部への侵入を防げる。
【０１１１】
また、使用時には、接地面積が増大し安定性が増すと共に、投影レンズ５８の接地面からの距離が長くなるため、装置載置面上に置かれた障害物で投影画像が遮られるおそれが減少する。さらに、図６の（Ｄ）に示すような置き方もでき、この場合には、９０度回転した画像を表示することができる。このように、縦・横どちらの向きでも投影することができる。
【０１１２】
また、使用時の方がハウジングの表面積が広く、且つ光学系と電源５１などの熱源との距離が開くので、光学系への伝熱が減る。さらに、通気孔５９が開いているので、連続的に装置を使用しても動作異常を起こしたり、装置の破壊を起こしたりしない温度に内部を保つことができる。
【０１１３】
なお、図６の（Ａ）乃至（Ｄ）では、ハウジングの回転中心と、ランプ５３から出る光の軸が一致しているが、必ずしもそのようになっていなくても構わない。これを図７の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。
【０１１４】
即ち、図７の（Ａ）に示すように、使用状態の時、電源側ハウジングａと光学系側ハウジング５０ｂとの回転軸３の上方に、ランプの光軸４と投影光学系の光軸５があり、両光軸４，５が一致しているので、画像を投影することができる。
【０１１５】
一方、非使用時には、図７の（Ｂ）に示すように、使用状態の装置の電源側ハウジング５０ａを、図示反時計回りに９０°回転させることで非使用状態にすることができる。このとき、電源側ハウジング５０ａにあるランプの光軸４も反時計回りに回転し、上記投影光学系の光軸５と一致しなくなる。従って、この状態では、投影レンズ５８が露出していない上に、ランプの光軸４と投影光学系の光軸５とが一致していないので、投影光学系にランプ５３からの光が入射せず、画像の投影はできない。
【０１１６】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態を説明する。
【０１１７】
図８の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第６の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を示す外観図である。
【０１１８】
本実施の形態に係る投影表示装置は、ハウジング６０の両側面に、該ハウジング６０に回転可能に支持されたカバー６０ａ，６０ｂがある。
【０１１９】
そして、本投影表示装置の使用時には、図８の（Ａ）に示すように、両カバー６０ａ，６０ｂを９０°開けることで、投影レンズ６１、操作スイッチ６２、及び冷却用の通気孔６３が露出し、画像を投影することが可能になる。また、カバー６０ａ，６０ｂを開いていることで、装置ハウジング厚み方向の接地点が広がり、使用時の安定性が増す。
【０１２０】
非使用時には、図８の（Ｂ）に示すように上記カバー６０ａ，６０ｂを閉じることで、装置に外接する直方体２の体積が使用時に比べ減少し、収納し易くなると共に、投影レンズ６１が保護され、通気孔６３が閉じて異物の侵入を防止し、更に、操作スイッチ６２を隠すことで通気孔６３が閉じた状態で電源が入って装置が過熱により損傷するのを防止することができる。
【０１２１】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態を説明する。
【０１２２】
図９の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第７の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を示す外観図である。
【０１２３】
本実施の形態に係る投影表示装置は、ランプや液晶パネルなどの光変調デバイス及び投影レンズ７１が収納された第１のハウジング７０ａと、電源や上記変調デバイス制御用回路などが収納された第２のハウジング７０ｂとからなる。両ハウジング７０ａ，７０ｂは、ヒンジ７２によって、相互に回転可能に連結されていると共に、ランプへの電源供給や変調デバイスの制御信号伝達ができるように接続されている。
【０１２４】
使用状態では、図９の（Ａ）に示すように、上記第１のハウジング７０ａを上記第２のハウジング７０ｂに対して角度を付けた状態に位置させる。このとき、投影レンズ７１と操作スイッチ７３が露出し、画像を投影することが可能になる。即ち、投影レンズ７１は、装置の載置面側を向くようになり、装置載置面に画像を投影する。なお、上記第２のハウジング７０ｂの下部には、装置の安定性を保つための足が２本広がっている。
【０１２５】
このような使用状態では、非使用状態に比べて装置の表面積が大きいので、装置外部に放熱する量が増え、連続的に装置を使用しても動作異常を起こしたり、装置の破壊を起こしたりしない温度に内部を保つことができる。勿論、通気孔７５を設ければ、更に放熱効果が高まる。
【０１２６】
一方、非使用状態には、図９の（Ｂ）に示すように、足７４を第２のハウジング７０ｂに沿うように折りたたみ、その後、第１のハウジング７０ａを第２のハウジング７０ｂに平行になるように図示矢印Ｈ方向に回転させる。この状態では、投影レンズ７１が第２のハウジング７０ｂに対向するため、輸送時などにレンズが傷つくのを防止できる。また、装置に外接する直方体の体積が使用状態に比べ小さくなり、収納し易くなる。
【０１２７】
また、ヒンジ７２には、２つのハウジング７０ａ，７０ｂの相対角度を検知するセンサ（図示せず）を備えることで、図９の（Ｂ）に示す非使用状態では電源が入らないようにすることができる。
【０１２８】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態を説明する。
【０１２９】
図１０の（Ａ）は、本発明の第８の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す図である。
【０１３０】
即ち、ランプ８１から出た白色光は、Ｂ通過ミラー８２Ｂで青色成分のみ通過し、緑色及び赤色の成分は反射される。青色成分の光は、全反射ミラー８３ａによってＢ液晶パネル８４Ｂに導かれて、画像の変調を受けてダイクロックプリズム８５に入射する。また、緑色成分の光は、Ｇ反射ミラー８６ＧによってＧ液晶パネル８４Ｇに導かれて、画像の変調をうけて上記ダイクロックプリズム８５に入射する。そして、赤色成分の光は、上記Ｇ反射ミラー８６Ｇを通過した後、２枚の全反射ミラー８３ｂ，８３ｃによってＲ液晶パネル８４Ｒに導かれ、画像変調を受けた後、上記ダイクロックプリズム８５に入射する。ＲＧＢの各色はこのダイクロックプリズム８５により進行方向を同一方向にそろえられて、投影レンズ８７に入射して画像として投影される。
【０１３１】
また、上記ランプ８１は、電力を電気回路８８から供給される。ランプ８１の周囲には、ランプ冷却用の空気が流れながら操作者が高温になったランプ８１に直接触れることがないように、金網８９が配設されている。ランプ８１を支持する可動ハウジング８０ａは、その一部に上記Ｂ通過ミラー８２Ｂの一端と青色成分を反射するための上記全反射ミラー８３ａの同じ側の一端とを回転可能に支持する。また、上記Ｂ通過ミラー８２Ｂの他端と青色成分を反射するための上記全反射ミラー８３ａの同じ側の一端とは、その他の光学系を収納支持するハウジング８０に回転可能に支持される。上記電気回路８８は、ハウジング８０に固定され、上記ランプ８１との間に、該電気回路８８やランプ８１を冷却するための空気が流れる空間が形成される。
【０１３２】
これに対して、図１０の（Ｂ）は、本第８の実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す図である。
【０１３３】
即ち、非使用時には、上記ランプ８１を支持する可動ハウジング８０ａは、図示矢印Ｉ方向に移動し、上記Ｂ通過ミラー８２Ｂ及び全反射ミラー８３ａを図示時計回りに回転させる。また、ランプ８１は、周囲を囲む金網８９が電気回路８８側のハウジング８０に接する位置まで動き、可動ハウジング８０ａとハウジング８０とによって装置内部の冷却風の通過する空間と外気との間を遮断する。可動ハウジング８０ａのこの動きにより、光学系の間にある空間と、電気回路８８とランプ８１の間にある空間とが縮められ、装置の体積が減少する。このとき、内部の空間と外部とが遮断され、冷却風は出入りできないが、非使用時に内部に塵埃が侵入することが無くなる。さらに、ランプ８１から出る光の軸に対する上記Ｂ通過ミラー８２Ｂ及び全反射ミラー８３ａの角度が異常になるため、投影レンズ８７に画像変調された光が入射しなくなり、画像を投影できなくなる。
【０１３４】
以上、実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、小型で携帯可能な投影表示装置を提供することができる。
【０１３６】
即ち、本発明によれば、使用時に画像を投影できる状態と、非使用時に画像を投影できない状態とに装置を変形させることにより、
（１）装置に外接する直方体の最小の体積を使用時に比べて非使用時において減少させて収納・輸送し易くすることができ、（２）非使用時に投影レンズがカバーされるので、投影レンズが傷つくのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す外観図、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ第２の実施の形態における投影レンズ部の使用時及び非使用時の状態を示す外観斜視図であり、（Ｄ）及び（Ｅ）はそれぞれ投影レンズ部の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第２の実施の形態に係る投影表示装置の使用状態及び非使用状態のときのランプハウスカバーの状態を示す外観斜視図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれランプ周辺の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図４】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第３の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図５】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第４の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第５の実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す外観図、（Ｂ）はこのときの内部構造を示す図、（Ｃ）は第５の実施の形態に係る投影表示装置の使用状態を示す図であり、（Ｄ）は使用時の別の置き方を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ第５の実施の形態に係る投影表示装置の変形例の使用時及び非使用時の状態を示す図である。
【図８】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第６の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を示す外観斜視図である。
【図９】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第７の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を示す外観斜視図である。
【図１０】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第８の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【符号の説明】
１ スクリーン
２ 装置に外接する最小の直方体
３ ハウジングの回転軸
４ ランプの光軸
５ 投影光学系の光軸
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０ａ，７０ｂ，８０ ハウジング
１０ａ ランプ側ハウジング
１０ｂ レンズ側ハウジング
１１，２６，３１，４１，５３，８１ ランプ
１２，２７，３２，４２ 赤外カットフィルタ
１３Ｒ，５５Ｒ，８４Ｒ Ｒ液晶パネル
１３Ｇ，５５Ｇ，８４Ｇ Ｇ液晶パネル
１３Ｂ，５５Ｂ，８４Ｂ Ｂ液晶パネル
１４ａ，１４ｂ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，８３ａ，８３ｂ，８３ｃ 全反射ミラー
１５Ｒ１，１５Ｒ２， Ｒ反射ミラー
１５Ｇ，５４Ｇ，８６Ｇ Ｇ反射ミラー
１５Ｂ，５４Ｂ Ｂ反射ミラー
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ コンデンサレンズ
１７，２１，３７，４６，５８，６１，７１，８７ 投影レンズ
２０ａ，４０ａ，４０ｂ レンズカバー
２０ｂ ランプハウスカバー
２２ リンクレバー
２３ ピント調節リング
２４ 液晶パネル
２５，５９，６３，７５ 通気孔
２８ａ，２８ｂ，３３ａ，３３ｂ，４３ フライアイレンズ
３４，４４ 照明系レンズ
３５ カラーフィルタホイール
３６ モノクロ液晶パネル
４５ カラー液晶パネル
４７ 回転中心
５０ａ 電源側ハウジング
５０ｂ 光学系側ハウジング
５１ 電源
５２ 制御回路
５６，８５ ダイクロックプリズム
６０ａ，６０ｂ カバー
６２，７３ 操作スイッチ
７２ ヒンジ
７４ 足
８０ａ 可動ハウジング
８２Ｂ Ｂ通過ミラー
８８ 電気回路
８９ 金網
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子画像をスクリーンに投影する投影表示装置に係り、特に、そのような投影表示装置の小型化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像をスクリーンに投影する投影表示装置として、特開平８−２９７３２８号公報に開示されているように、透過型原稿を拡大投影するオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）が知られている。この公報に開示のＯＨＰは、光源と投影用の光学系のユニットと原稿の載置台となるフレネルレンズとを、アームに対して回動可能に構成している。従って、上記光源、上記投影用光学系ユニット及び上記フレネルレンズをアーム内に折りたたむことで、当該装置の非使用時に、装置の体積を縮小することができる。
【０００３】
このようなＯＨＰは、光を画像に変調するデバイスとしてのＯＨＰフィルムを操作者が取り替えることで、投影する画像を切り替えるものである。そのため、ＯＨＰフィルムを戴置するテーブルが必要であり、これが装置の小型化の妨げとなっている。
【０００４】
そこで、近年、パーソナルコンピュータ等と接続して、電子画像をスクリーンに投影する投影表示装置として、例えば、特開平５−２３２４２６号公報に開示されているような、液晶パネルによって光源からの光を画像に変調する液晶プロジェクタが広く用いられるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、液晶プロジェクタは、ＯＨＰフィルム戴置用のテーブルが不要となることから小型が可能であるが、まだまだ気軽に携帯して持ち運べるほどの小型化は達成されていない。
【０００６】
これは、上記液晶パネルの保護のために、該液晶パネルを光源や光学系と共にハウジング内に収納して外部から遮断される構成としなければならないことによる。即ち、非常に大きな熱源となる光源と一緒にハウジング内に収納するため、放熱に寄与する内部放熱空間の体積や装置表面積を確保しなければならないからである。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、小型で携帯可能な投影表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による投影表示装置は、照明光を発する光源と、入射した上記照明光を入力されるイメージデータに応じて変調制御し投影光を出射する変調デバイスと、上記変調デバイスからの投影光を所定のスクリーン上に結像し上記イメージデータに応じた投影像を形成する光学手段と、上記光源、上記変調デバイス及び上記光学手段を収納する２つのブロックで構成されるハウジングと、上記２つのブロックを相対的に回動可能とする回転軸とを具備し、上記回転軸により上記２つのブロックを相対的に回動することで上記投影像の投影が可能な第１の状態と不可能な第２の状態とを切り替えるとともに、上記光学手段の光軸と上記回転軸とは上記第１の状態及び上記第２の状態において常に略平行であり、さらに上記第２の状態では、一方のブロック表面に配置されている上記光学手段が有する投影レンズ面が、他方のブロック表面によって保護されるとともに、上記ハウジングに外接する仮想的な直方体のうち最も小さい容積が、上記第１の状態よりも上記第２の状態の方が小さくなることを特徴とする。
【０００９】
即ち、特開平８−２９７３２８号公報に開示されたような従来の携帯型ＯＨＰは、光源と変調デバイスと光学系を内包するハウジングを持たないため、操作者が各構成要素に触れることが可能である。また、異物や埃などが光学系や変調デバイスに付着することを防ぐ手段が無い。そのため変調デバイスの故障や、変調デバイス及び光学系に指紋などの汚れが付着し、装置の動作に不具合が発生する可能性がある。また、特開平５−２３２４２６号公報に開示されたような従来の液晶プロジェクタでは、非使用時に装置に外接する直方体の最小容積が小さくならず、持ち運びや収納に不便である。
【００１０】
これに対して、請求項１に記載の発明の投影表示装置によれば、光源、変調デバイス、光学手段及び状態選択手段を収納するハウジングに外接する仮想的な直方体のうち最も小さい容積が、投影像の投影が可能な第１の状態よりも、投影像の投影が不可能な第２の状態の方が小さくなるように構成しているので、非使用時である第２の状態においてハウジングに外接する仮想的な直方体のうち最も小さい容積を、使用時である第１の状態に比べて小さくすることで、装置の収納・持ち運びに便利になる。
【００６０】
また、特開平５−２３２４２６号公報に開示されたような従来の液晶プロジェクタでは、非使用状態で投影レンズを保護するには別途レンズカバーを必要とする。
【００６１】
これに対して、請求項１に記載の発明の投影表示装置によれば、非使用時に投影レンズが他方のブロックに対向することで、別途レンズカバーを設けることなくレンズを保護できる。
【００６５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００６６】
［第１の実施の形態］
図１の（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す図である。
【００６７】
本実施の形態に係る投影表示装置は、照明光を発する光源と、入射した照明光を入力されるイメージデータに応じて変調制御し投影光を出射する変調デバイスと、該変調デバイスからの投影光を所定のスクリーン（図示せず）上に結像し上記イメージデータに応じた投影像を形成する光学手段とを備え、これら光源、変調デバイス及び光学手段をハウジング１０内に収納しているものである。
【００６８】
ここで、上記光源は、高圧水銀ランプなどのランプ１１と該ランプ１１の前面に配された赤外カットフィルタ１２とからなる。
【００６９】
また、上記変調デバイスとしては、入力されるイメージデータのＲＧＢそれぞれの成分毎に変調を行うように、Ｒ液晶パネル１３Ｒ、Ｇ液晶パネル１３Ｇ、及びＢ液晶パネル１３Ｂが使用される。
【００７０】
そして、上記光学手段としては、２つの全反射ミラー１４ａ，１４ｂ、赤色の成分のみを反射し緑色及び青色の成分を透過させる２つのＲ反射ミラー１５Ｒ１，１５Ｒ２、緑色の成分のみを反射し赤色及び青色の成分を透過させるＧ反射ミラー１５Ｇ、青色の成分のみを反射し赤色及び緑色の成分を透過させるＢ反射ミラー１５Ｂ、３つのコンデンサレンズ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び投影レンズ１７を含む。
【００７１】
なお、上記ハウジング１０は、ランプ側ハウジング１０ａとレンズ側ハウジング１０ｂの２つの筐体からなっている。
【００７２】
即ち、ランプ１１から出た光は、赤外カットフィルタ１２で赤外線が吸収された後、Ｇ反射ミラー１５Ｇで緑色の成分が反射・分離される。このＧ反射ミラー１５Ｇで反射された光は、全反射ミラー１４ａで反射され、コンデンサレンズ１６ａを通過した後、Ｇ液晶パネル１３Ｇを通過することで、緑色の成分が画像変調される。
【００７３】
また、上記Ｇ反射ミラー１５Ｇを透過した光は、Ｒ反射ミラー１５Ｒ１で赤色の成分が反射・分離される。このＲ反射ミラー１５Ｒ１で反射された光は、コンデンサレンズ１６ｂを通過した後、Ｒ液晶パネル１３Ｇを通過することで、赤色の成分が画像変調される。
【００７４】
そして、上記Ｒ反射ミラー１５Ｒ１を透過した光は、コンデンサレンズ１６ｃを通過した後、Ｂ液晶パネル１３Ｂを通過することで、青色の成分が画像変調される。
【００７５】
これらＲＧＢ３つの変調された光は、Ｒ反射ミラー１５Ｒ２及びＢ反射ミラー１５Ｂによって合成され、投影レンズ１７によってスクリーンなどに画像として投影される。
【００７６】
一方、図１の（Ｂ）は、本実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す図である。
【００７７】
同図に破線で囲んで示すランプ１１、赤外カットフィルタ１２、Ｇ反射ミラー１５Ｇ、Ｒ反射ミラー１５Ｒ１、Ｒ反射ミラー１５Ｒ２、全反射ミラー１４ａ、コンデンサレンズ１６ａ、及びＧ液晶パネル１３Ｇが、ランプ側ハウジング１０ａと一体になって同図に矢印Ａで示すように投影レンズ１７側に移動し、装置の体積が縮小する。
【００７８】
このように、本第１の実施の形態に係る投影表示装置は、ハウジング１０が伸縮自在に構成され、投影像の投影が可能な第１の状態と不可能な第２の状態とを切り替え可能となっている。
【００７９】
従って、当該投影表示装置の非使用時には、上記第２の状態に切り替える、つまり、投影表示装置の光学部品間の空間を縮めることで、装置体積を減らし、持ち運びや収納に便利なようにすることができる。
【００８０】
また逆に、当該投影表示装置の使用時には、上記第１の状態に切り替えることで、装置ハウジング１０の表面積が装置非使用時に比べて大きくなる。このため、ハウジング１０内部で電気回路や光源（ランプ１１）から熱が発生するが、この熱をハウジング１０表面が装置外部に放熱する量が増えるので、連続的に装置を使用しても動作異常を起こしたり、装置の破壊を起こしたりしない温度に内部を保つことができる。
【００８１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００８２】
図２の（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す外観図である。
【００８３】
本実施の形態に係る投影表示装置は、上記第１の実施の形態と同様に、照明光を発する光源と、入射した照明光を入力されるイメージデータに応じて変調制御し投影光を出射する変調デバイスと、該変調デバイスからの投影光を所定のスクリーン（図示せず）上に結像し上記イメージデータに応じた投影像を形成する光学手段とを備え、これら光源、変調デバイス及び光学手段をハウジング２０内に収納しているものである。
【００８４】
そして、本実施の形態においては、レンズカバー２０ａが開閉可能に、また、ランプハウスカバー２０ｂが移動可能に構成され、これによりハウジング２０が伸縮自在な構成となっている。
【００８５】
ここで、レンズカバー２０ａは、当該投影表示装置の使用状態のときには、図２の（Ｂ）に示すように開放され、非使用状態のときには、図２の（Ｃ）に示すように、閉じられるものである。即ち、レンズカバー２０ａを図示矢印Ｂ側に閉じると、該レンズカバー２０ａと投影レンズ２１の間に配置されたリンクレバー２２によって投影レンズ２１が装置ハウジング２０内側に向かって斜め下方に移動する。このとき、露出していた投影レンズ２１のピント調節リング２３も隠れ、操作者がピント調節リング２３を操作できないようになる。
【００８６】
この２つの状態の投影レンズ２１周辺の断面を、図２の（Ｄ）と図２の（Ｅ）に示す。
【００８７】
即ち、図２の（Ｄ）に示す使用状態では、レンズカバー２０ａが開いており、投影レンズ２１が投影に必要なバックフォーカス（ｂ．ｆ．）を画像変調素子としての液晶パネル２４との間に確保できる位置にあり、さらに、レンズシフト分だけ投影レンズ２１を液晶パネル２４に対して上方に位置している。このようにシフトさせることで、該投影表示装置自体を傾けなくても、斜め上方に画像を投影することができる。
【００８８】
これに対して、図２の（Ｅ）に示す非使用時は、同図に矢印Ｃで示すように、上記投影レンズ２１が該投影レンズ２１の後方にある液晶パネル２４に近接した位置で且つレンズシフトが減少する方向に移動する。この状態では、投影レンズ２１がレンズカバー２０ａで覆われているのと、投影レンズ２１と液晶パネル２４と間の距離が近すぎるために、画像を投影することはできない。
【００８９】
また、図３の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ当該投影表示装置の使用状態及び非使用状態のときの上記ランプハウスカバー２０ｂの状態を示す図である。即ち、図３の（Ａ）に示す使用時には、ランプ冷却用の空気が出入りする通気孔２５が開いており、ランプ周辺の冷却が可能になっている。これに対して、図３の（Ｂ）に示す非使用時には、ランプハウスカバー２０ｂが図示矢印Ｄ方向に移動して、上記通気孔２５が閉じ、輸送時などに埃や異物が装置内に入り込むのを防止するようになっている。
【００９０】
この２つの状態のランプ周辺の断面を、図３の（Ｃ）と図３の（Ｄ）に示す。
【００９１】
即ち、図３の（Ｃ）に示すように、上記ランプハウスカバー２０ｂで囲まれたランプハウス内には、ランプ２６と赤外カットフィルタ２７とが収納されており、更に該ランプハウス前面にはフライアイレンズ２８ａが構成されている。該フライアイレンズ２８ａは、対向して設けられたハウジング２０側のフライアイレンズ２８ｂとによって、ランプ２６からの光の輝度ムラを平均化するものであるが、平均化させるには、図３の（Ｃ）のように２枚のフライアイレンズ間の距離がｄ２だけ必要である。これに対して、非使用時には、この距離をｄ１に縮めるようにランプハウスを移動して、図３の（Ｄ）に示す状態にし、上記投影レンズ部と合わせて、非使用時の装置体積を減らし、収納及び形態に便利なようにすることができる。
【００９２】
また、ランプハウスを非使用状態に位置させたときは、ランプ２６への電源供給回路が切断されるようになっている。これにより、ランプ冷却用の通気孔２５が閉じた状態でランプが点灯し、装置内部が過熱して装置が破壊してしまうというおそれを無くしている。
【００９３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００９４】
図４の（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す図である。
【００９５】
即ち、ハウジング３０内において、ランプ３１から出た光は、赤外カットフィルタ３２と輝度ムラを平均化する２枚のフライアイレンズ３３ａ，３３ｂを通過した後、照明系レンズ３４に導かれる。この照明系レンズ３４を通過した光は、回転するカラーフィルタホイール３５を透過し、時分割でＲＧＢに分解される。そして、ＲＧＢに分解された光は、モノクロ液晶パネル３６により画像変調され、投影レンズ３７により不図示スクリーンに画像として投影される。
【００９６】
この場合、カラーフィルタホイール３５の直径が、上記投影レンズ３７やランプ３１の直径に比べて大きいため、カラーフィルタホイール３５がハウジング３０から突出した状態になっている。
【００９７】
これに対して、図４の（Ｂ）は、本第３の実施の形態に係る投影表示装置の非使用状態を示す図である。
【００９８】
即ち、非使用状態においては、上記モノクロ液晶パネル３６を投影レンズ３７側（図示矢印Ｅ方向）に移動して、両者の間の光学的空間を縮めると共に、上記照明系レンズ３４と該照明系レンズ３４側のフライアイレンズ３３ｂを上記ランプ３１側（図示矢印Ｆ方向）に移動して、両者の間の光学的空間を縮める。そして、上記モノクロ液晶パネル３６と照明系レンズ３４及びフライアイレンズ３３ｂとの移動により空いた空間に、上記カラーフィルタホイール３５を、矢印Ｇで示すように、９０度回転させて収納する。これにより、装置の厚み方向に突出した部分が無くなり、携帯し易くなる。
【００９９】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
【０１００】
図５の（Ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す図である。
【０１０１】
即ち、ハウジング４０内において、ランプ４１から出た光は、赤外カットフィルタ４２と輝度ムラを平均化する２枚のフライアイレンズ４３を通過した後、照明系レンズ４４に導かれる。この照明系レンズ４４を通過した光は、カラー液晶パネル４５により画像変調され、投影レンズ４６によりスクリーン１に画像として投影される。この場合、上記カラー液晶パネル４５の中心に対して上記投影レンズ４６の中心がシフトしている。このように投影レンズ４６をカラー液晶パネル４５に対し上方にシフトさせると、該投影表示装置自体を上方に傾けなくても投影レンズ４６より上方に画像を投影できる。この場合の投影レンズ４６の直径は、レンズをシフトさせない場合に比べ大きくなるので、装置ハウジング４０の最大高さは、投影レンズ４６の径で決まる。
【０１０２】
そこで、本実施の形態においては、上記投影レンズ４６は、回転中心４７に対して回転可能になっている。そして、この投影レンズ４６の上方には、レンズカバー４０ａが、ハウジング４０の上側に一端を回転可能に支持されて、上記投影レンズ４６に向かって図示しない付勢手段によって付勢されている。同様に、上記投影レンズ４６の下方には、レンズカバー４０ｂが、ハウジング４０の下側に一端を回転可能に支持されて、上記投影レンズ４６に向かって図示しない付勢手段によって付勢されている。
【０１０３】
一方、図５の（Ｂ）は、本第４の実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す図である。
【０１０４】
即ち、非使用時には、上記投影レンズ４６は、上記回転中心４７に対し時計回りに９０度回転される。この投影レンズ４６の回転に伴い、上記レンズカバー４０ａ及びレンズカバー４０ｂが、この投影レンズ４６の２つの開口部をそれぞれ塞ぐ。この場合、投影レンズ４６の直径よりも、該投影レンズ４６の光軸方向の大きさの方が小さいので、投影レンズ４６を回転させることにより、装置ハウジング４０の最大高さを使用時より小さくできる。また、投影レンズ４６の開口部を２つのレンズカバー４０ａ，４０ｂが塞ぐため、輸送時に投影レンズ４６を傷つけたり、埃が付着したりするのを防止できる。
【０１０５】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。
【０１０６】
図６（Ａ）は、本発明の第５の実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す外観図であり、図６の（Ｂ）は、このときの内部構造を示す図である。
【０１０７】
即ち、該投影表示装置は、電源側ハウジング５０ａと光学系側ハウジング５０ｂとから構成されている。ここで、電源側ハウジング５０ａ内には、電源５１や制御回路５２と共にランプ５３が配置されている。このランプ５３から出た光は、光学系側ハウジング５０ｂ内に入り、Ｂ反射ミラー５４Ｂで青色成分を反射・分離する。この反射された青色の光は、Ｂ液晶パネル５５Ｂを通過して画像データに従って変調されてダイクロックプリズム５６に入射する。一方、上記Ｂ反射ミラー５４Ｂを通過した光は、全反射ミラー５７ａでＧ反射ミラー５４Ｇに導かれ、該Ｇ反射ミラー５４Ｇで緑色の成分を反射・分離する。この反射された緑色の光は、Ｂ液晶パネル５５Ｇを通過して画像データに従って変調されて上記ダイクロックプリズム５６に入射する。また、上記Ｇ反射ミラー５４Ｇを通過した光は、２つの全反射ミラー５７ｂ，５７ｃによりＲ液晶パネル５５Ｒに導かれ、画像データに従って変調されて上記ダイクロックプリズム５６に入射する。そして、このダイクロックプリズム５６でＲＧＢ３色の光が合成され、投影レンズ５８に入射する。
【０１０８】
しかしながら、この非使用状態では、この投影レンズ５８が電源側ハウジング５０ａに対向しているため、画像を投影することはできない。
【０１０９】
図６の（Ｃ）は、本第５の実施の形態に係る投影表示装置の使用状態を示す図である。この使用状態においては、光学系側ハウジング５０ｂに対し、電源側ハウジング５０ａをランプ５３の光軸回りに９０度回転させている。即ち、図６の（Ａ）に示す状態では接地面の面積が小さいが、このような使用状態では、電源側ハウジング５０ａが横倒しになるため、接地面積が増える。また、投影レンズ５８が露出するので画像を投影することが可能になると共に、電源５１やランプ５３の冷却用の通気孔５９が開く。
【０１１０】
このような構成では、非使用時用に特別にレンズカバーを備えること無く投影レンズ５８を保護できる。また、装置に外接する直方体２の最小体積は、使用状態のときに比べ非使用状態のときの方が小さいので、収納・輸送に適している。さらに、非使用時には、冷却用の通気孔５９がふさがっているので、不要な異物の装置内部への侵入を防げる。
【０１１１】
また、使用時には、接地面積が増大し安定性が増すと共に、投影レンズ５８の接地面からの距離が長くなるため、装置載置面上に置かれた障害物で投影画像が遮られるおそれが減少する。さらに、図６の（Ｄ）に示すような置き方もでき、この場合には、９０度回転した画像を表示することができる。このように、縦・横どちらの向きでも投影することができる。
【０１１２】
また、使用時の方がハウジングの表面積が広く、且つ光学系と電源５１などの熱源との距離が開くので、光学系への伝熱が減る。さらに、通気孔５９が開いているので、連続的に装置を使用しても動作異常を起こしたり、装置の破壊を起こしたりしない温度に内部を保つことができる。
【０１１３】
なお、図６の（Ａ）乃至（Ｄ）では、ハウジングの回転中心と、ランプ５３から出る光の軸が一致しているが、必ずしもそのようになっていなくても構わない。これを図７の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。
【０１１４】
即ち、図７の（Ａ）に示すように、使用状態の時、電源側ハウジングａと光学系側ハウジング５０ｂとの回転軸３の上方に、ランプの光軸４と投影光学系の光軸５があり、両光軸４，５が一致しているので、画像を投影することができる。
【０１１５】
一方、非使用時には、図７の（Ｂ）に示すように、使用状態の装置の電源側ハウジング５０ａを、図示反時計回りに９０°回転させることで非使用状態にすることができる。このとき、電源側ハウジング５０ａにあるランプの光軸４も反時計回りに回転し、上記投影光学系の光軸５と一致しなくなる。従って、この状態では、投影レンズ５８が露出していない上に、ランプの光軸４と投影光学系の光軸５とが一致していないので、投影光学系にランプ５３からの光が入射せず、画像の投影はできない。
【０１１６】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態を説明する。
【０１１７】
図８の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第６の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を示す外観図である。
【０１１８】
本実施の形態に係る投影表示装置は、ハウジング６０の両側面に、該ハウジング６０に回転可能に支持されたカバー６０ａ，６０ｂがある。
【０１１９】
そして、本投影表示装置の使用時には、図８の（Ａ）に示すように、両カバー６０ａ，６０ｂを９０°開けることで、投影レンズ６１、操作スイッチ６２、及び冷却用の通気孔６３が露出し、画像を投影することが可能になる。また、カバー６０ａ，６０ｂを開いていることで、装置ハウジング厚み方向の接地点が広がり、使用時の安定性が増す。
【０１２０】
非使用時には、図８の（Ｂ）に示すように上記カバー６０ａ，６０ｂを閉じることで、装置に外接する直方体２の体積が使用時に比べ減少し、収納し易くなると共に、投影レンズ６１が保護され、通気孔６３が閉じて異物の侵入を防止し、更に、操作スイッチ６２を隠すことで通気孔６３が閉じた状態で電源が入って装置が過熱により損傷するのを防止することができる。
【０１２１】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態を説明する。
【０１２２】
図９の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第７の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を示す外観図である。
【０１２３】
本実施の形態に係る投影表示装置は、ランプや液晶パネルなどの光変調デバイス及び投影レンズ７１が収納された第１のハウジング７０ａと、電源や上記変調デバイス制御用回路などが収納された第２のハウジング７０ｂとからなる。両ハウジング７０ａ，７０ｂは、ヒンジ７２によって、相互に回転可能に連結されていると共に、ランプへの電源供給や変調デバイスの制御信号伝達ができるように接続されている。
【０１２４】
使用状態では、図９の（Ａ）に示すように、上記第１のハウジング７０ａを上記第２のハウジング７０ｂに対して角度を付けた状態に位置させる。このとき、投影レンズ７１と操作スイッチ７３が露出し、画像を投影することが可能になる。即ち、投影レンズ７１は、装置の載置面側を向くようになり、装置載置面に画像を投影する。なお、上記第２のハウジング７０ｂの下部には、装置の安定性を保つための足が２本広がっている。
【０１２５】
このような使用状態では、非使用状態に比べて装置の表面積が大きいので、装置外部に放熱する量が増え、連続的に装置を使用しても動作異常を起こしたり、装置の破壊を起こしたりしない温度に内部を保つことができる。勿論、通気孔７５を設ければ、更に放熱効果が高まる。
【０１２６】
一方、非使用状態には、図９の（Ｂ）に示すように、足７４を第２のハウジング７０ｂに沿うように折りたたみ、その後、第１のハウジング７０ａを第２のハウジング７０ｂに平行になるように図示矢印Ｈ方向に回転させる。この状態では、投影レンズ７１が第２のハウジング７０ｂに対向するため、輸送時などにレンズが傷つくのを防止できる。また、装置に外接する直方体の体積が使用状態に比べ小さくなり、収納し易くなる。
【０１２７】
また、ヒンジ７２には、２つのハウジング７０ａ，７０ｂの相対角度を検知するセンサ（図示せず）を備えることで、図９の（Ｂ）に示す非使用状態では電源が入らないようにすることができる。
【０１２８】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態を説明する。
【０１２９】
図１０の（Ａ）は、本発明の第８の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す図である。
【０１３０】
即ち、ランプ８１から出た白色光は、Ｂ通過ミラー８２Ｂで青色成分のみ通過し、緑色及び赤色の成分は反射される。青色成分の光は、全反射ミラー８３ａによってＢ液晶パネル８４Ｂに導かれて、画像の変調を受けてダイクロックプリズム８５に入射する。また、緑色成分の光は、Ｇ反射ミラー８６ＧによってＧ液晶パネル８４Ｇに導かれて、画像の変調をうけて上記ダイクロックプリズム８５に入射する。そして、赤色成分の光は、上記Ｇ反射ミラー８６Ｇを通過した後、２枚の全反射ミラー８３ｂ，８３ｃによってＲ液晶パネル８４Ｒに導かれ、画像変調を受けた後、上記ダイクロックプリズム８５に入射する。ＲＧＢの各色はこのダイクロックプリズム８５により進行方向を同一方向にそろえられて、投影レンズ８７に入射して画像として投影される。
【０１３１】
また、上記ランプ８１は、電力を電気回路８８から供給される。ランプ８１の周囲には、ランプ冷却用の空気が流れながら操作者が高温になったランプ８１に直接触れることがないように、金網８９が配設されている。ランプ８１を支持する可動ハウジング８０ａは、その一部に上記Ｂ通過ミラー８２Ｂの一端と青色成分を反射するための上記全反射ミラー８３ａの同じ側の一端とを回転可能に支持する。また、上記Ｂ通過ミラー８２Ｂの他端と青色成分を反射するための上記全反射ミラー８３ａの同じ側の一端とは、その他の光学系を収納支持するハウジング８０に回転可能に支持される。上記電気回路８８は、ハウジング８０に固定され、上記ランプ８１との間に、該電気回路８８やランプ８１を冷却するための空気が流れる空間が形成される。
【０１３２】
これに対して、図１０の（Ｂ）は、本第８の実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す図である。
【０１３３】
即ち、非使用時には、上記ランプ８１を支持する可動ハウジング８０ａは、図示矢印Ｉ方向に移動し、上記Ｂ通過ミラー８２Ｂ及び全反射ミラー８３ａを図示時計回りに回転させる。また、ランプ８１は、周囲を囲む金網８９が電気回路８８側のハウジング８０に接する位置まで動き、可動ハウジング８０ａとハウジング８０とによって装置内部の冷却風の通過する空間と外気との間を遮断する。可動ハウジング８０ａのこの動きにより、光学系の間にある空間と、電気回路８８とランプ８１の間にある空間とが縮められ、装置の体積が減少する。このとき、内部の空間と外部とが遮断され、冷却風は出入りできないが、非使用時に内部に塵埃が侵入することが無くなる。さらに、ランプ８１から出る光の軸に対する上記Ｂ通過ミラー８２Ｂ及び全反射ミラー８３ａの角度が異常になるため、投影レンズ８７に画像変調された光が入射しなくなり、画像を投影できなくなる。
【０１３４】
以上、実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、小型で携帯可能な投影表示装置を提供することができる。
【０１３６】
即ち、本発明によれば、使用時に画像を投影できる状態と、非使用時に画像を投影できない状態とに装置を変形させることにより、
（１）装置に外接する直方体の最小の体積を使用時に比べて非使用時において減少させて収納・輸送し易くすることができ、（２）非使用時に投影レンズがカバーされるので、投影レンズが傷つくのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る投影表示装置の使用時の状態を示す外観図、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ第２の実施の形態における投影レンズ部の使用時及び非使用時の状態を示す外観斜視図であり、（Ｄ）及び（Ｅ）はそれぞれ投影レンズ部の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第２の実施の形態に係る投影表示装置の使用状態及び非使用状態のときのランプハウスカバーの状態を示す外観斜視図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれランプ周辺の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図４】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第３の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図５】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第４の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第５の実施の形態に係る投影表示装置の非使用時の状態を示す外観図、（Ｂ）はこのときの内部構造を示す図、（Ｃ）は第５の実施の形態に係る投影表示装置の使用状態を示す図であり、（Ｄ）は使用時の別の置き方を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ第５の実施の形態に係る投影表示装置の変形例の使用時及び非使用時の状態を示す図である。
【図８】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第６の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を示す外観斜視図である。
【図９】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第７の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を示す外観斜視図である。
【図１０】（Ａ）は及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第８の実施の形態に係る投影表示装置の使用時及び非使用時の状態を説明するための内部構造を示す図である。
【符号の説明】
１ スクリーン
２ 装置に外接する最小の直方体
３ ハウジングの回転軸
４ ランプの光軸
５ 投影光学系の光軸
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０ａ，７０ｂ，８０ ハウジング
１０ａ ランプ側ハウジング
１０ｂ レンズ側ハウジング
１１，２６，３１，４１，５３，８１ ランプ
１２，２７，３２，４２ 赤外カットフィルタ
１３Ｒ，５５Ｒ，８４Ｒ Ｒ液晶パネル
１３Ｇ，５５Ｇ，８４Ｇ Ｇ液晶パネル
１３Ｂ，５５Ｂ，８４Ｂ Ｂ液晶パネル
１４ａ，１４ｂ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，８３ａ，８３ｂ，８３ｃ 全反射ミラー
１５Ｒ１，１５Ｒ２， Ｒ反射ミラー
１５Ｇ，５４Ｇ，８６Ｇ Ｇ反射ミラー
１５Ｂ，５４Ｂ Ｂ反射ミラー
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ コンデンサレンズ
１７，２１，３７，４６，５８，６１，７１，８７ 投影レンズ
２０ａ，４０ａ，４０ｂ レンズカバー
２０ｂ ランプハウスカバー
２２ リンクレバー
２３ ピント調節リング
２４ 液晶パネル
２５，５９，６３，７５ 通気孔
２８ａ，２８ｂ，３３ａ，３３ｂ，４３ フライアイレンズ
３４，４４ 照明系レンズ
３５ カラーフィルタホイール
３６ モノクロ液晶パネル
４５ カラー液晶パネル
４７ 回転中心
５０ａ 電源側ハウジング
５０ｂ 光学系側ハウジング
５１ 電源
５２ 制御回路
５６，８５ ダイクロックプリズム
６０ａ，６０ｂ カバー
６２，７３ 操作スイッチ
７２ ヒンジ
７４ 足
８０ａ 可動ハウジング
８２Ｂ Ｂ通過ミラー
８８ 電気回路
８９ 金網
Claims (1)
- 照明光を発する光源と、
入射した前記照明光を入力されるイメージデータに応じて変調制御し投影光を出射する変調デバイスと、
前記変調デバイスからの投影光を所定のスクリーン上に結像し前記イメージデータに応じた投影像を形成する光学手段と、
前記光源、前記変調デバイス及び前記光学手段を収納する２つのブロックで構成されるハウジングと、
前記２つのブロックを相対的に回動可能とする回転軸と、
を具備し、
前記回転軸により前記２つのブロックを相対的に回動することで前記投影像の投影が可能な第１の状態と不可能な第２の状態とを切り替えるとともに、
前記光学手段の光軸と前記回転軸とは前記第１の状態及び前記第２の状態において常に略平行であり、さらに
前記第２の状態では、一方のブロック表面に配置されている前記光学手段が有する投影レンズ面が、他方のブロック表面によって保護されるとともに、
前記ハウジングに外接する仮想的な直方体のうち最も小さい容積が、前記第１の状態よりも前記第２の状態の方が小さくなることを特徴とする投影表示装置。
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