図1及び図2はこの発明の一実施例を示しており、図1は投影型表示装置の斜視図、図2は前記投影型表示装置の横断面図である。
この投影型表示装置は、本体部ケース1と、一部を前記本体部ケース1に枢支され、前記本体部ケース1に対して起伏回動可能に設けられた投影部ケース12とを備えている。
前記本体部ケース1は、平面形状が略正方形または略長方形の平箱状に形成されており、その下面の4隅部に足部材2が設けられるとともに、後面と側面に、外気を取込む吸気部3と、ケース1内の空気を排出する排気部4が設けられ、上面に、放音部5及びキーボード6が設けられている。
さらに、この本体部ケース1の後面には、図示しないが、パーソナルコンピュータや画像再生装置等の外部機器に接続される画像/音声信号入力端子、商用電源接続端子等が設けられている。
そして、前記本体部ケース1内には、前記排気部4に対応させて、本体部ケース1内の空気を強制排気するための複数台の空冷ファン7a,7b,7cが配置され、前記放音部5に対応させて図示しないスピーカが配置されている。
さらに、この本体部ケース1内には、光を一方向に投射する光源8が設けられるとともに、前記光源8の配置部を避けて、電源部、画像信号処理回路、光源駆動回路、スピーカ駆動回路、ファン駆動回路等を備えた制御回路11が設けられている。
前記光源8は、超高圧水銀ランプ等の高輝度の光を放射する光源ランプ9と、内部に配置された前記光源ランプ9からの放射光を一点に集光する方向に反射して前面の開放部から出射する楕円球面リフレクタ10とからなっている。
一方、前記投影部ケース12は、前記本体部ケース1の前後方向に沿う細長箱状に形成されており、この投影部ケース12には、その前面に投影窓13が設けられるとともに、後面と側面に、投影部ケース12内を自然空冷するための通気部14a,14bが設けられている。
そして、この投影部ケース12内には、その後端側に、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子16が、その表示面を前記投影部ケース12の前面に向けて配置され、その前側に、前記画像表示素子16の表示面から出射した画像光を図示しないスクリーン等の外部の投影面に投影する投影レンズ17が、その入射端を前記画像表示素子16の表示面に対向させ、出射端を前記投影部ケース12の前面の投影窓13に対向させて配置されるとともに、前記画像表示素子16の表示駆動回路18が設けられている。
なお、前記投影レンズ17はズーミングレンズであり、前記投影部ケース12の前記通気部14bが設けられた側面には、前記投影レンズ17のズーミング操作部17aに対応させてズーミング用開口15が設けられている。
また、前記画像表示素子16は、その表示面から入射した光を反射して前記表示面から出射する反射型表示素子であり、この実施例では、複数のマイクロミラー(図示せず)が行方向及び列方向にマトリックス状に配列した表示エリアを有するマイクロミラー表示素子を用いている。以下、この反射型表示素子16をマイクロミラー表示素子という。
前記マイクロミラー表示素子16は、その正面方向に対して一方の方向に傾いた入射方向から所定の入射角で入射した光の反射方向を、前記複数のマイクロミラーの傾き方向の切換えにより前記正面方向と斜め方向とに制御して画像を表示するものであり、このマイクロミラー表示素子16は、その正面方向に反射される画像光の出射方向を前記投影レンズ17の入射端に向けて配置され、その後側に、前記マイクロミラー表示素子16の表示駆動回路18が配置されている。
前記投影部ケース12は、前記通気部14bとズーミング用開口15が設けられた側面とは反対側の側面の一部を、前記側面に対して垂直に設けられた支軸19により前記本体部ケース1の排気部4が設けられた側面とは反対側の側面に枢支され、前記本体部ケース1の側方にその前後方向と平行に倒伏された状態と、前面側を前記本体部ケース1の上方に引き起こされた状態とに回動可能に設けられている。
この実施例では、前記投影部ケース12の長さ方向の中央部よりも後端側に片寄った部分を前記支軸19により前記本体部ケース1の側面に枢支している。
また、前記投影部ケース12は、前記本体部ケース1の前後方向の長さ及び高さと略同じ長さ及び高さを有しており、前記本体部ケース1の側方に、投影部ケース12の前後面がそれぞれ本体部ケース1の前後面と略面一になり、前記投影部ケース12の上下面がそれぞれ前記本体部ケース1の上下面と略面一になるように倒伏される。
そして、前記本体部ケース1と投影部ケース12との対向部には、前記本体部ケース1内の光源8からの投射光を前記投影部ケース12内に導入するための導光部20が設けられており、さらに、前記投影部ケース12内には、前記導光部20から投影部ケース12内に導入された光を前記マイクロミラー表示素子16にその表示面から入射させる光学系25が設けられている。
この実施例では、前記投影部ケース12の側面の外側に、両端が投影部ケース12の内外に開放する中空軸からなる支軸(以下、中空軸という)19を突設し、この中空軸19内の空間により、前記本体部ケース1内の光源8からの投射光を前記投影部ケース12内に導入するための導光部20を形成している。
前記中空軸19は、前記本体部ケース1の側面から本体部ケース1内に前記側面に対して垂直に突設され、両端が前記本体部ケース1の内外に開放する軸受け筒21内に周方向に回動可能に嵌装されており、この中空軸19の先端に螺合されたナット部材22により抜け止めされている。
なお、この実施例では、前記ナット部材22を前記軸受け筒21の端面に適度な摩擦力で当接させ、その摩擦力により、前記投影部ケース12を、倒伏状態と任意の角度の引き起こし状態とに維持するようにしている。
そして、前記本体部ケース1内の光源8は、本体部ケース1の前後方向の中央部よりも後側に片寄った位置に、その光の投射方向を前記中空軸19内の導光部20に向けるとともに、投射光の光軸O1を前記中空軸19の中心線に一致させて配置されている。
また、前記導光部20内の本体部ケース1内に開放する側には、前記光源8からの投射光、つまり前記光源ランプ9から放射され、楕円球面リフレクタ10により一点に集光する方向に反射された光を一端面から入射させ、その光の強度分布を均一にして他端面から出射する導光ロッド23が、その中心線を前記光源8からの投射光の光軸O1に一致させて配置されており、前記導光部20の投影部ケース12内に開放する側には、前記導光ロッド23からの出射光を平行光に補正するコンデンサレンズ24が配置されている。
なお、前記導光ロッド23は、前記マイクロミラー表示素子16の表示エリアに対応する断面形状を有する角棒体または角筒体からなっており、その一端面から入射した光をロッド外周面と外気(空気)との界面またはロッド外周面に形成された反射膜により反射して屈折させながら導き、強度分布を均一化した光を他端面から出射する。
また、前記導光部20から投影部ケース12内に導入された光を前記マイクロミラー表示素子16にその表示面から入射させる光学系25は、前記マイクロミラー表示素子16から出射して前記投影レンズ17に入射する画像光の光路を挟んで前記導光部20とは反対側に配置され、前記導光部20から前記投影部ケース12内に、前記導光ロッド23により強度分布を均一化され、前記コンデンサレンズ24により平行光に補正されて導入された光を反射して前記マイクロミラー表示素子16にその表示面から入射させる反射板26からなっており、この反射板26は、前記光源8からの投射光の光軸(コンデンサレンズ24により平行光に補正された光の光軸)O1と前記マイクロミラー表示素子16からの画像光の光軸O2の両方に対し、略45°の傾き角で配置されている。
さらに、前記本体部ケース1内には、前記光源8からの投射光を赤、緑、青の3色の単位色に順次着色するためのカラーホィール27が設けられている。このカラーホィール27は、扇形状の赤、緑、青の3色のカラーフィルタを周方向に交互に並べて設けた円板状の回転板からなっており、モータ28により高速で回転駆動される。
そして、この投影型表示装置では、前記光源8からの投射光を前記カラーホィール27により赤、緑、青の3色の単位色に順次着色してマイクロミラー表示素子16に入射させるとともに、前記マイクロミラー表示素子16の各画素に、前記赤、緑、青の3色の単位色光の入射期間に対応させて赤、緑、青の3色の単位色画像データを順次書込むことにより、前記マイクロミラー表示素子16に赤、緑、青の3色の単位色画像を順次表示させ、その単位色画像を順次外部の投影面に投影して赤、緑、青の3色の単位色画像が重なって見えるフルカラー画像を投影面に表示するようにしている。
この投影型表示装置は、本体部ケース1内に、光を一方向に投射する光源8を設け、一部を前記本体部ケース1に枢支され、前記本体部ケース1に対して起伏回動可能に設けられた投影部ケース12内に、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子16と前記画像表示素子16の表示面から出射した画像光を外部の投影面に投影する投影レンズ17を設けるとともに、前記本体部ケース1と投影部ケース12との対向部に、前記本体部ケース1内の光源8からの投射光を前記投影部ケース12内に導入するための導光部20を設け、前記投影部ケース12内に、前記導光部20から前記投影部ケース12内に導入された光を前記画像表示素子16に入射させる光学系25を設けたものであるため、前記光源8からの投射光を前記画像表示素子16画像表示素子に入射させ、この画像表示素子16の表示面から出射した画像光を前記投影レンズ17により外部の投影面に投影することができる。
そして、この投影型表示装置は、前記投影部ケース12を、その一部を前記本体部ケース1に枢支して前記本体部ケース1に対して起伏回動可能に設けているため、画像光の上下方向の投影角調整を、前記投影部ケース12の起伏回動により行なうことができる。
また、画像光の投影中は、前記本体部ケース1が前記光源8の発熱により高温になるが、前記投影部ケース12の温度はあまり高くならないため、この投影部ケース12を手で容易に起伏回動させることができる。
そのため、この投影型表示装置によれば、上下方向の投影角調整を極く簡単に行なうことができる。
また、この投影型表示装置は、前記投影部ケース12を、前記本体部ケース1の前後方向に沿う細長箱状に形成し、この投影部ケース12内の後端側に、前記画像表示素子16をその表示面を前記投影部ケース12の前面に向けて配置し、その前側に前記投影レンズ17を、その入射端を前記画像表示素子16の表示面に対向させ、出射端を前記投影部ケース12の前面に設けられた投影窓13に対向させて配置しているため、前記投影部ケース12とその内部に設けられた画像表示素子16及び投影レンズ17からなる投影部を小型化することができる。
さらに、この投影型表示装置は、前記本体部ケース1を、平面形状が略正方形または略長方形の平箱状に形成し、前記細長箱状の投影部ケース12を、その側面の一部を前記側面に対して垂直に設けられた支軸19により本体部ケース1の側面に枢支させ、前記本体部ケース1の側方にその前後方向と平行に倒伏された状態と、前面側を前記本体部ケース1の上方に引き起こされた状態とに回動可能に設けているため、不使用時に、前記本体部ケース1の側方に前記投影部ケース12を倒伏させ、表示装置全体をフラットにして保管または携帯することができる。
そして、前記投影部ケース12は、前記本体部ケース1の前後方向の長さと略同じ長さを有しており、前記本体部ケース1の側方に、前記投影部ケース12の前後面がそれぞれ前記本体部ケース1の前後面と略面一になるように倒伏されるため、本体部ケース1の側方に投影部ケース12を倒伏させたときの表示装置全体の平面形状を略矩形状にし、保管や携帯を容易にすることができる。
また、前記投影部ケース12は、前記本体部ケース1の高さと略同じ高さを有しており、前記本体部ケース1の側方に、前記投影部ケース12の上下面がそれぞれ前記本体部ケース1の上下面と略面一になるように倒伏されるため、本体部ケース1の側方に投影部ケース12を倒伏させたときの表示装置の高さを装置全体にわたって略同じにし、保管や携帯を容易にすることができる。
また、この投影型表示装置は、前記投影部ケース12を前記本体部ケース1に枢支する支軸19を中空軸とし、前記中空軸19内の空間により、前記本体部ケース1内の光源8からの投射光を前記投影部ケース12内に導入するための導光部20を形成しているため、前記投影部ケース12をどのような引き起こし角で回動させても、前記本体部ケース1内の光源8からの投射光を前記導光部20を通して前記投影部ケース12内に導入し、その光を前記画像表示素子16に入射させることができる。
さらに、この投影型表示装置は、前記画像表示素子16を、その表示面から入射した光を反射して前記表示面から出射する反射型表示素子の一種であるマイクロミラー表示素子とし、前記投影部ケースを、前記マイクロミラー表示素子16と前記投影レンズ17の入射端との間の部分に対応する位置において前記中空軸19により前記本体部ケース1に枢支するとともに、前記本体部ケース1内の光源8を、その光の投射方向を前記中空軸19内の導光部20に向けて配置し、前記導光部20から前記投影部ケース12内に導入された光を前記マイクロミラー表示素子16に入射させる光学系25を、前記マイクロミラー表示素子16から出射して前記投影レンズ17に入射する画像光の光路を挟んで前記導光部20とは反対側に配置され、前記導光部20から前記投影部ケース12内に導入された光を反射して前記マイクロミラー表示素子16にその表示面から入射させる反射板26により構成しているため、表示装置全体を小型化し、保管や携帯をさらに容易にすることができる。
なお、上記実施例では、光源8からの投射光を赤、緑、青の3色の単位色に順次着色するためのカラーホィール27を本体部ケース1内に配置しているが、このカラーホィール27は、投影部ケース12内の前記コンデンサレンズ24と前記マイクロミラー表示素子16からの画像光の光路との間部分、あるいは前記画像光の光路の途中に配置してもよい。
また、上記投影型表示装置は、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子にマイクロミラー表示素子16を用いたものであるが、前記画像表示素子は反射型液晶表示素子でもよく、その場合は、前記反射型液晶表示素子にその各画素にそれぞれ対応する赤,緑,青のカラーフィルタを設け、前記カラーホィール27を省略してもよい。
さらに、上記投影型表示装置は、表示面から入射した光を反射して前記表示面から出射する反射型表示素子を備えたものであるが、前記画像表示素子は、透過型液晶表示素子でもよく、その場合は、本体部ケース1内の光源8からの投射光を投影部ケース12内に導入するための導光部20よりも前側に前記透過型液晶表示素子を配置し、その後側に、前記導光部20から投影部ケース12内に導入された光を前記透過型表示素子に入射させる光学系を設ければよい。
また、上記実施例では、本体部ケース1内の光源8を、光源ランプ9と、前記光源ランプ9からの放射光を一点に集光する方向に反射する楕円球面リフレクタ10とにより構成しているが、前記リフレクタを例えば円錐面リフレクタとし、その出射側に、前記光源ランプ9から放射され、前記円錐面リフレクタにより反射された光を一点に集光する集光レンズを配置してもよい。
さらにまた、上記実施例では、前記導光部20内の本体部ケース1内に開放する側に、前記光源8からの投射光を一端面から入射させ、その光の強度分布を均一にして他端面から出射する導光ロッド23を設けているが、この導光ロッド23は省略してもよく、その場合は、前記導光部20内の本体部ケース1内に開放する側に、前記光源8からの投射光を平行光に補正して前記導光部20を透過させるレンズを設ければよい。
また、上記実施例では、投影部ケース12を本体部ケース1に枢支する支軸19を中空軸とし、この中空軸19内の空間により、前記本体部ケース1内の光源8からの投射光を投影部ケース12内に導入するための導光部20を形成しているが、前記光源8からの投射光を投影部ケース12内に導入するための導光部は、前記本体部ケース1と投影部ケース12との対向部の他の部分、つまり本体部ケース1に対する投影部ケース12の枢支部以外の部分に設けてもよく、その場合は、前記導光部を投影部ケース12の枢支部付近に設けるとともに、前記導光部から投影部ケース12内に導入された光を画像表示素子16に入射させる光学系25の反射板26の角度を、投影部ケース12の引き起こし角に応じて変化させ、前記導光部を通して前記投影部ケース12内に導入された光を前記画像表示素子16に入射させるようにすればよい。
さらに、上記実施例では、投影部ケース12の側面の一部を支軸19により本体部ケース1の側面に枢支させているが、前記投影部ケース12は、その下面の一部を本体部ケース1の上面に枢支させて前記本体部ケース1上に起伏回動可能に設けてもよい。
1…本体部ケース、8…光源、9…光源ランプ、10…リフレクタ、12…投影部ケース、13…投影窓、16…マイクロミラー表示素子(反射型表示素子)、17…投影レンズ、19…支軸(中空軸)、20…導光部、23…導光ロッド、24…コンデンサレンズ、25…光学系、26…反射板、27…カラーホィール。