JP4471638B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

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７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。

この発明の投写型映像表示装置は、上記の課題を解決するために、映像投写を行なう投写レンズをその光軸に対して直交する水平及び垂直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、前面カバーに形成された投写レンズ挿通用の円形挿通穴と投写レンズとの空隙を閉塞する防塵板は、第１部材と第２部材とから構成され、前記第１部材は、中心に、投写レンズの胴体部の径と同程度の径の穴部が形成されていると共に、前記円形挿通穴よりも大きな円形に形成されている中央本体部と、中央本体部の中心に対して相対向する位置に突出形成された一対の可撓性凸部とを備え、前記第２部材は、投写レンズの垂直方向のレンズシフト範囲に対応した長さの開口縦長さを有すると共に、投写レンズの胴体部の径と同程度の長さの開口横幅を有する変形非容易に形成された方形枠部と、方形枠部の水平両サイドに形成され、前記円形挿通穴よりも大きな円弧状突出部と、方形枠部の上端部と下端部に形成され、前記一対の可撓性凸部を装置奥側に案内するガイド用隙間部と、前記第１部材の水平方向のシフトに伴い第１部材に係合するスライド壁とを備えていることを特徴とする。

また、この構成において、前記防塵板は、規制部材により奥行き方向への移動が規制されているのがよい。

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、更には、装置の薄型化や投写レンズ移動のスムーズ化が図れ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６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７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５及び図６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６（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の胴体部には防塵板８が外嵌されている。防塵板８は、図２に示しているように、第１部材８１と第２部材８２とから成る。第１部材８１は投写レンズ６の上下移動及び左右移動に追従して移動する一方、第２部材８２は投写レンズ６の上下移動では移動せず、左右移動にのみ追従して移動する。

第１部材８１は可撓性凸部８１ａ・８１ａと円形の中央本体部８１ｂとから成る。可撓性凸部８１ａは投写レンズ６の上下可動範囲に対応した長さを有し、中央本体部８１ｂの上部側と下部側において突出形成されている。前記可撓性凸部８１ａは第２部材８２に形成されたスライド用隙間部８２ｄ内に通される。第１部材８１の中央本体部８１ｂの横幅は、前面カバー７に形成された投写レンズ６挿通用の円形挿通穴７ａよりも大きめに形成されており、且つ中央本体部８１ｂの中心には投写レンズ６の胴体部の径と同程度の径の穴部８１ｃが形成されている。前記穴部８１ｃに投写レンズ６の胴体部が挿通される。更に、前記中央本体部８１ｂの裏面サイドには、スライド壁８１ｄが形成されている。

第２部材８２は、変形非容易なプラスチックから成り、方形枠部８２ａの両サイド部に円弧状突出部８２ｃを有し、且つ、前記両サイド部が前記スライド壁８１ｄに係合するスライド壁８２ｂを成している。前記円弧状突出部８２ｃは円形挿通穴７ａよりも幾分大きくされる。第２部材８２の上端部及び下端部には前記可撓性凸部８１ａを装置奥側に案内するためのガイド用隙間部８２ｄが各々形成されている。また、方形枠部８２ａの開口縦長さは投写レンズ６の上下可動範囲に対応した長さを有し、また、方形枠部８２ａの開口横幅は突起部８２ｅによって投写レンズ６の胴体部の径と同程度の幅とされている。

図３は投写レンズ６の上移動時とセンタ時と下移動時をそれぞれ示した図であって、同図（ａ）は正面カバーを存在させた状態の正面図であり、同図（ｂ）は正面カバーを外した状態の正面図であり、同図（ｃ）は縦断面図である。これらの図から分かるように、投写レンズ６の上下移動においては、第２部材８２は移動せず、この第２部材８２のスライド壁８２ｂによって上下方向に案内される第１部材８１のみが投写レンズ６の移動に追従して移動する。そして、この移動において、一方の可撓性凸部分８１ａは湾曲して装置奥側へと案内されると共に他方の可撓性凸部分８１ａが装置奥から引き出されることになり、前面カバー７の円形挿通穴７ａは筐体内部に対して常に仕切られた状態となる。ここで、前記可撓性凸部分８１ａに替えて蛇腹板やスポンジ状部材を適用することが考えられるが、これら蛇腹板やスポンジ状部材は縮まっても幾分の厚みが残るため、この厚みの分だけ装置が高くなり、また、縮まるほどその反発力が増大して投写レンズ６が移動しにくくなる。これに対し、上記構成では可撓性凸部分８１ａが装置奥側へと案内されるので、かかる欠点が無くなり、装置の薄型化や投写レンズ移動のスムーズ化が図れる。

図４は投写レンズ６の右移動時とセンタ時と左移動時をそれぞれ示した図であって、同図（ａ）は正面カバーを存在させた状態の正面図であり、同図（ｂ）は正面カバーを外した状態の正面図であり、同図（ｃ）は横断面図である。これらの図から分かるように、投写レンズ６の左右移動においては、第１部材８１と第２部材８２とが一体的に投写レンズ６の移動に追従して移動し、前面カバー７の円形挿通穴７ａは筐体内部に対して常に仕切られた状態となる。

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（図１参照）。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の円形挿通穴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。また、装置の薄型化や投写レンズ移動のスムーズ化が図れる。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。

なお、上記実施形態では、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を示したが、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分解斜視図である。 投写レンズの上移動時とセンタ時と下移動時をそれぞれ示した図であって、同図（ａ）は正面カバーを存在させた状態の正面図であり、同図（ｂ）は正面カバーを外した状態の正面図であり、同図（ｃ）は縦断面図である。 投写レンズの右移動時とセンタ時と左移動時をそれぞれ示した図であって、同図（ａ）は正面カバーを存在させた状態の正面図であり、同図（ｂ）は正面カバーを外した状態の正面図であり、同図（ｃ）は横断面図である。 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
８１ 第１部材
８２ 第２部材
１１ 規制部材

Claims (2)

1. 映像投写を行なう投写レンズをその光軸に対して直交する水平及び垂直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、
   前面カバーに形成された投写レンズ挿通用の円形挿通穴と投写レンズとの空隙を閉塞する防塵板は、第１部材と第２部材とから構成され、
   前記第１部材は、中心に、投写レンズの胴体部の径と同程度の径の穴部が形成されていると共に、前記円形挿通穴よりも大きな円形に形成されている中央本体部と、中央本体部の中心に対して相対向する位置に突出形成された一対の可撓性凸部とを備え、前記第２部材は、投写レンズの垂直方向のレンズシフト範囲に対応した長さの開口縦長さを有すると共に、投写レンズの胴体部の径と同程度の長さの開口横幅を有する変形非容易に形成された方形枠部と、方形枠部の水平両サイドに形成され、前記円形挿通穴よりも大きな円弧状突出部と、方形枠部の上端部と下端部に形成され、前記一対の可撓性凸部を装置奥側に案内するガイド用隙間部と、前記第１部材の水平方向のシフトに伴い第１部材に係合するスライド壁とを備えていることを特徴とする投写型映像投写装置。
2. 前記防塵板は、規制部材により奥行き方向への移動が規制されていることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。

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