JP4171373B2

JP4171373B2 - 投写型映像表示装置

Info

Publication number: JP4171373B2
Application number: JP2003285942A
Authority: JP
Inventors: 宏充義之
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-08-04
Also published as: CN1580938A; CN100447663C; JP2005055643A; US7165848B2; US20050030492A1

Description

この発明は、レンズシフト機構を備えた投写型映像表示装置に関する。

図５は３板式カラー液晶プロジェクタの光学系を例示した図である。光源１０１の発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ１０２へと導かれる。

インテグレータレンズ１０２は一対のレンズ群にて構成されており、個々のレンズ対が光源１０１から出射された光を液晶ライトバルブ１１１，１１２，１１３の全面へ導くようになっている。インテグレータレンズ１０２を経た光は、第１ダイクロイックミラー１０３へと導かれる。

第１ダイクロイックミラー１０３は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー１０３を透過した赤色波長帯域の光は、全反射ミラー１０４にて反射されて光路を変更される。全反射ミラー１０４にて反射された赤色光はコンデンサレンズ１０８を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ１１１を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー１０３にて反射したシアンの波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１０５に導かれる。

第２ダイクロイックミラー１０５は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１０５にて反射した緑色波長帯域の光はコンデンサレンズ１０９を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ１１２に導かれ、これを透過することによって光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１０５を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー１０６，１０７、及びコンデンサレンズ１１０を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ１１３に導かれ、これを透過することによって光変調される。

各液晶ライトバルブ１１１，１１２，１１３は、入射側偏光板と、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部と、出射側偏光板とを備えて成る。液晶ライトバルブ１１１，１１２，１１３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、ダイクロイックプリズム１１４によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズユニット１１５によって拡大投写され、スクリーン上に投影表示される。

このような液晶プロジェクタにおいて、本体をそのままに投写映像を上下に移動させたり、投写映像が台形状になるのを軽減するレンズシフト機構を設けたものが知られている（特許文献１参照）。
特開平９−１３８３７７号公報

レンズシフト機構においては上下方向や左右方向に比較的大きなレンズシフト幅を確保することが可能であるが、このためには、レンズシフト幅に対応して投写レンズと液晶プロジェクタにおける前面カバーの開口との間に大きな空隙を確保しなければならない。しかしながら、前面カバーにおける開口の大きな空隙は見栄えを損なうだけでなく、塵埃がプロジェクタ筐体内に入りやすくなるという不都合を招来する。

この発明は、上記の事情に鑑み、投写レンズと前面カバーの開口との間に大きな空隙を確保する場合でも塵埃が筐体内に入り込むのを防止することができる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段は、筐体の前面カバーの開口から露出し、映像投影を行なう投写レンズをその光軸に対して直交する方向にシフトさせるレンズシフト機構を備えた投写型映像表示装置において、前記投写レンズと前面カバーの開口との間から筐体内に塵埃が入り込むのを防止する円形状の防塵板は、柔軟性を有する部材と変形非容易な部材とで形成され、柔軟性を有する部材は、レンズシフトする方向と直行する方向に蛇腹状に形成されていると共に、変形非容易な部材は、レンズシフトしない方向の少なくとも中央部の両外周に形成され、さらに防塵板は、前面カバーの裏側で中心部が投写レンズの胴体部に外嵌し、レンズシフトする方向の両外周が筐体内壁に接触していると共に、投写レンズが一方側に最もシフトした場合でも、他方側の筐体内壁に接触し、防塵板が回動しようとした場合でも変形非容易な部材が筐体内壁に接触することにより防塵板の９０°回動が防止され、奥行き方向への移動を規制する規制手段により、前面カバーの裏側との間に大きな隙間が形成されないように構成されていることを特徴とする。

上記の構成であれば、投写レンズに前記板部材を設けたので、投写レンズと開口との間に大きな空隙を確保する場合でも塵埃が筐体内に入り込むのを防止することができる。前記板部材は投写レンズの胴体部に外嵌するだけなので、組み付け作業が極めて容易である。

以上説明したように、この発明によれば、投写レンズと前面カバーの開口との間に大きな空隙を確保する場合でも塵埃が筐体内に入り込むのを防止することができるという効果を奏する。

以下、この発明の実施形態の投写型映像表示装置を図１乃至図４に基づいて説明する。なお、以下に示す実施形態の投写型映像表示装置は、透過型の液晶表示パネルを３枚用いた液晶プロジェクタとしており、その映像光生成光学系については従来例の説明で用いた図５の液晶プロジェクタと同じにしているので、当該光学系の説明については省略し、レンズシフト機構及び防塵構造部について主に説明していく。

［固定ベース１］
図３及び図４に示すように、固定ベース１上には、垂直駆動機構部２及び水平駆動機構部３が設けられている。固定ベース１は図示しない本体シャーシの前面側に固定され、液晶プロジェクタの前面カバー７（図１参照）の穴部から前記垂直駆動機構部２におけるダイヤル２４及び水平駆動機構部３におけるダイヤル３４が露呈する。また、垂直可動ベース５に投写レンズ６（図１参照）が取り付けられ、この投写レンズ６は前面カバーの円形穴部７ａから突出するようになっている。固定ベース１の上側２カ所と下側１カ所に水平長穴１ａが形成されている。水平長穴１ａの長さは後述する水平可動ベース４の可動範囲に対応している。また、固定ベース１には、投写映像光の通過用の開口１ｂが形成されている。この開口１ｂは四角形状ではなく、四隅に角を形成せずに４５°の斜辺部１ｃとした八角形状に形成されている。

［垂直駆動機構部２］
駆動機構シャーシ２１には、水平軸回りに回転する回転体２２が設けられている。この回転体２２にダイヤル２４が嵌合されており、回転体２２の回転可能状態でダイヤル２４を回すと摩擦力で回転体２２は回転するが、回転体２２の回転不能状態でダイヤル２４を回しても回転体２２は回転せず、ダイヤル２４がスリップ回転するのみとなる。回転体２２の図中右端側には、かさ歯車２２ａが固定されており、このかさ歯車２２ａはかさ歯車２３ａに歯合している。第１駆動力伝達体２３の手前端側には前記かさ歯車２３ａが形成されている。第１駆動力伝達体２３は前後方向に軸方向が設定されて当該軸回りに回動可能に設けられている。また、第１駆動力伝達体２３の奥端側にはウォーム部２３ｂが形成されている。ウォーム部２３ｂは、第２駆動力伝達体２５の図中右端側に形成されたウォーム歯車部２５ａに歯合している。第２駆動力伝達体２５は軸方向が水平方向に設定されており、図中左端側には歯車部２５ｂが形成されている。歯車部２５ｂは垂直可動ベース５の水平移動範囲（すなわち、水平可動ベース４の水平可動範囲）に対応した広幅を有する。

［水平駆動機構部３］
駆動機構シャーシ３１には、垂直軸回りに回転する回転体（図３では隠れるために図示されていない）が設けられている。この回転体にダイヤル３４が嵌合されており、回転体の回転可能状態でダイヤル３４を回すと摩擦力で回転体は回転するが、回転体の回転不能状態でダイヤル３４を回しても回転体は回転せず、ダイヤル３４がスリップ回転するのみとなる。前記回転体の下端側には、ウォーム部３２が形成されており、このウォーム部３２はウォーム歯車部３３ａに歯合している。駆動力伝達体３３の手前端側には前記ウォーム歯車部３３ａが形成されている。駆動力伝達体３３は前後方向に軸方向が設定されて当該軸回りに回動可能に設けられている。そして、この駆動力伝達体３３の奥端側には歯車部３３ｂが形成されている。

［水平可動ベース４］
水平可動ベース４を図４（ａ）において太実線で示している。水平可動ベース４の裏面（奥側面）の上側２カ所と下側１カ所には、固定ベース１の３カ所の水平長穴１ａの形成位置に対応して突出部４ａが形成されている。突出部４ａは水平長穴１ａを貫通して固定ベース１の裏面側から突出している。そして、突出部４ａには水平長穴１ａの幅よりも大きな直径を有する座金が外嵌され、更に突出部４ａにコイルばねが外嵌縮装された上でばね保持処理が施されている。これにより、水平可動ベース４は、前記コイルばねの付勢にて固定ベース１に圧接されつつ、前記突出部４ａが水平長穴１ａにガイドされて水平方向に移動することになる。水平可動ベース４の図中右端側には、水平ギヤ部４ｂが形成されている。この水平ギヤ部４ｂに前記駆動力伝達体３３の歯車部３３ｂが歯合されており、この歯車３３ｂの回転力を得て水平可動ベース４が水平移動する。また、水平可動ベース４の中央部には投写映像光の通過用開口４ｃが形成されており、この通過用開口４ｃの四隅部には当該開口４ｃに連通した入込部４ｄが形成されている。入込部４ｄは垂直可動ベース５に形成されたボス部（投写レンズ６の取付用ねじ穴が形成される）との干渉を避けるために形成されている。更に、水平可動ベース４における前記通過用開口４ｃの右側方位置の２カ所に垂直長穴４ｅが形成されており、左側方位置の１カ所に垂直長穴４ｅが形成されている。

［垂直可動ベース５］
垂直可動ベース５は水平可動ベース４上に搭載される。垂直可動ベース５の裏面には、前記垂直長穴４ｅの形成位置に対応してねじ穴付きのボス部が形成されている。そして、前記垂直長穴４ｅよりも広幅の板ばね体５１が水平可動ベース４の裏面側に配置され、板ばね体５１はねじによって前記ボス部に取り付けられる。これにより、垂直可動ベース５は、前記板ばね体５１の付勢にて水平可動ベース４に圧接されつつ、前記ボス部が垂直長穴４ｅにガイドされて垂直方向に移動することになる。垂直可動ベース５の右下側位置には、前記第２駆動力伝達体２５における歯車部２５ｂが歯合されるラック部５２が垂直方向に形成されている。垂直可動ベース５は歯車部２５ｂの駆動力を前記ラック部５２に受けて垂直方向に駆動されることになる。また、垂直可動ベース５の中央部には投写映像光の通過用の円形開口５３が形成されている。そして、垂直可動ベース５の裏面側には４つの移動規制凸部５４が形成されている。移動規制凸部５４は、垂直可動ベース５及び水平可動ベース４が共に中央に位置する状態（投写レンズ中央配置状態）で前記固定ベース１における４５°の斜辺部１ｃの中央部直交線上であって前記円形開口５３の近傍の位置に形成されている。また、移動規制凸部５４の突出量は、前記固定ベース１の裏面側を幾分超える程度に設定されている。

垂直可動ベース５及び水平可動ベース４が共に中央に位置する状態（投写レンズ中央配置状態）で、ダイヤル２４に指をかけて下から上方向に力を加えて回転させると、垂直可動ベース５が駆動されて投写レンズ６は上方向に移動する。同様に、ダイヤル２４に指をかけて上から下方向に力を加えて回転させると、水平可動ベース４が駆動されて投写レンズ６は下方向に移動する。また、垂直可動ベース５及び水平可動ベース４が共に中央に位置する状態（投写レンズ中央配置状態）で、ダイヤル３４に指をかけて左から右方向に力を加えて回転させると、水平可動ベース４が駆動されて投写レンズ６は右方向に移動する。同様に、ダイヤル３４に指をかけて右から左方向に力を加えて回転させると、水平可動ベース４が駆動されて投写レンズ６は左方向に移動する。

［防塵構造部］
図１に示しているように、投写レンズ６の胴体部にはドーナツ形状の防塵板８が外嵌されている。防塵板８は、図２（ａ）（ｂ）に示しているように、柔軟性を有するゴム状の第１部材８ａの裏面側に変形非容易なプラスチック製の第２部材８ｂが貼り合わされて成る。第２部材８ｂは第１部材８ａに対して上下方向に高さが低くされており、第１部材８ａの上端側及び下端側の変形を許容するようになっている。一方、第２部材８ｂは左右方向には長く形成されており、その斜め回動状態において、当該長手部分は投写レンズ６が最も上側に位置したとしても筐体下壁に接触でき且つ投写レンズ６が最も下側に位置したとしても筐体上壁に接触できる長さに設定されている。そして、第１部材８ａは山部と谷部が交互に形成された蛇腹状を成し、当該蛇腹状の第１部材８ａを支持し易いように、第２部材８ｂの片面側にも山部と谷部が交互に形成されている。この蛇腹形状における折れ線は、変形方向である上下方向と直交する方向に形成されている。また、第１部材８ａの表面はつや消し処理が施されている。

防塵板８は前面カバー７の裏面側に位置することになるが、更に、この防塵板８の裏面側には当該防塵板８が奥行き方向に移動するのを規制する規制部材１１が設けられている。規制部材１１における規制面と前面カバー７との隙間は防塵板８の厚みより僅かに広くしている。規制部材１１は前述した駆動機構シャーシ３１の側壁にねじ留めされている。

以上述べたごとく、かかる液晶プロジェクタであれば、投写レンズ６に防塵板８を設けたので、投写レンズ６と前面カバー７の開口７ａとの間に大きな空隙を確保する場合でも塵埃が筐体内に入り込むのを防止することができる。防塵板８は投写レンズ６の胴体部に外嵌するだけなので、組み付け作業が極めて容易である。ここで示した液晶プロジェクタは、横置き型であって高さが低くなっているが、防塵板８における第２部材８ｂは第１部材８ａに対して上下方向に高さが低くされており、第１部材８ａの上端側及び下端側の変形を許容するので、投写レンズ６の上下シフトに支障を与えることはない。防塵板８を投写レンズ６の胴体部に外嵌しただけの構造であると防塵板８が回動して蛇腹の折れ線方向が９０°変化し得ることになるが、第２部材８ｂは左右方向に長く形成されており、当該長手部分は防塵板８の斜め回動状態で投写レンズ６が最も上側に位置したとしても筐体下壁に接触でき且つ投写レンズ６が最も下側に位置したとしても筐体上壁に接触できる長さに設定されているので、防塵板８の９０°回動は阻止される。また、防塵板８の奥行き方向移動を規制する規制部材１１を設けたので、投写レンズ６が光軸方向に多少移動できる構造であったとしても、それに追従して防塵板８が奥方向に移動することはなく、前面カバー７との間に大きな隙間を作ってしまうのを防止できる。また、この実施形態では、移動規制凸部５４が斜辺部１ｃに接触することで投写レンズ６の斜め方向の可動範囲が制限されており、この可動範囲制限によって防塵板８をいたずらに大きくせずに適度な大きさの円形状とすることができる。勿論、防塵板８を円形に限定するものではない。

なお、投写型映像表示装置の構成としては、透過型の液晶表示パネルを３枚用いた映像生成光学系を有するものに限らず、他の映像生成光学系を備える構成としてもよいものである。また、上述したレンズシフト機構を９０°回転させて配置することで、垂直可動ベース５を水平移動させ水平可動ベース４を垂直移動させる構成とすることができる。

この発明の液晶プロジェクタにおける防塵構造部を示した斜視図である。上記防塵構造部における防塵板を示した図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。レンズシフト機構を例示した斜視図である。上記レンズシフト機構を示した図であって、同図（ａ）は垂直移動ベースを省いた状態の平面図であり、同図（ｂ）は垂直移動ベースを省かない状態の平面図である。一般的な液晶プロジェクタの光学系を示した説明図である。

符号の説明

１固定ベース
２垂直駆動機構部
３水平駆動機構部
４水平可動ベース
５垂直可動ベース
６投写レンズ
７前面カバー
８防塵板
１１規制部材

Claims

筐体の前面カバーの開口から露出し、映像投影を行なう投写レンズをその光軸に対して直交する方向にシフトさせるレンズシフト機構を備えた投写型映像表示装置において、前記投写レンズと前面カバーの開口との間から筐体内に塵埃が入り込むのを防止する円形状の防塵板は、柔軟性を有する部材と変形非容易な部材とで形成され、柔軟性を有する部材は、レンズシフトする方向と直行する方向に蛇腹状に形成されていると共に、変形非容易な部材は、レンズシフトしない方向の少なくとも中央部の両外周に形成され、さらに防塵板は、前面カバーの裏側で中心部が投写レンズの胴体部に外嵌し、レンズシフトする方向の両外周が筐体内壁に接触していると共に、投写レンズが一方側に最もシフトした場合でも、他方側の筐体内壁に接触し、防塵板が回動しようとした場合でも変形非容易な部材が筐体内壁に接触することにより防塵板の９０°回動が防止され、奥行き方向への移動を規制する規制手段により、前面カバーの裏側との間に大きな隙間が形成されないように構成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。