JP5272889B2 - Projection-type image display device - Google Patents
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Description
本発明は投写型画像表示装置の構造に関し、特に奥行きが小さい薄型の投写型画像表示装置の構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a projection type image display apparatus, and more particularly to a structure of a thin projection type image display apparatus having a small depth.
投写型画像表示装置では、光源からの光を光学エンジンによりスクリーンに投写することで画像が表示される。投写型画像表示装置のバックキャビネット等は樹脂で形成するのが一般的であるが、長年の使用の結果、構成部品の荷重によりバックキャビネット等が変形してしまう恐れがある(クリープ現象)。そこでバックキャビネットの変形を防止するために、投写型画像表示装置の構造に関する技術が提案されてきた。例えば特許文献1には、光学ユニットが搭載されるボトムキャビネットと、そのボトムキャビネットに支持されるリアカバー(バックキャビネット)と、リアカバーに取り付けられるミラーと、映像光が投写されるスクリーンを有するフロントカバーとから構成される背面投写型画像表示装置において、リアカバーに補強部材を設け、リアカバーの撓み等の変形を防止する技術が記載されている。
In the projection type image display device, an image is displayed by projecting light from a light source onto a screen by an optical engine. The back cabinet or the like of the projection type image display apparatus is generally formed of a resin. However, as a result of long-term use, the back cabinet or the like may be deformed by a load of a component (creep phenomenon). In order to prevent deformation of the back cabinet, techniques relating to the structure of the projection type image display apparatus have been proposed. For example,
一方、室内の壁面に取り付け可能、ないしは床置き時に設置面積が小さくてよい奥行きが小さい薄型の投写型画像表示装置のニーズが高まってきている。奥行きを小さくするためには、映像光を反射するミラーを非平面とすることで光学ユニットを小型化して光学エンジンに含め、この光学エンジンをボトムキャビネットに搭載する方法がある。 On the other hand, there is an increasing need for a thin projection-type image display device that can be attached to a wall surface in a room or has a small depth that requires a small installation area when placed on the floor. In order to reduce the depth, there is a method in which the mirror that reflects the image light is made non-planar so that the optical unit is miniaturized and included in the optical engine, and this optical engine is mounted on the bottom cabinet.
しかしながら、そのような従来の投写型画像表示装置の構造では、スクリーンに対する投写光線の角度が小さくなる。したがって、例えば設置した床面が完全な平面でなく一部に段差があった場合などには、投写型画像表示装置のボトムキャビネットが変形し、その変形が光学エンジンを支える板やスクリーンに伝わるため、光学エンジンとスクリーンとの相対的な位置関係がずれるなどして、スクリーン上の画像ずれが発生してしまう。 However, in the structure of such a conventional projection type image display apparatus, the angle of the projection light beam with respect to the screen becomes small. Therefore, for example, when the installed floor surface is not a perfect plane and there is a level difference in part, the bottom cabinet of the projection type image display device is deformed, and the deformation is transmitted to the plate or screen supporting the optical engine. The relative positional relationship between the optical engine and the screen shifts, and image displacement on the screen occurs.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、スクリーン上の画像ずれを防止することが可能な投写型画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a projection type image display apparatus capable of preventing image displacement on a screen.
本発明に係る投写型画像表示装置は、光に映像情報を与えてスクリーンに投写する光学エンジンと、前記スクリーンを保持するスクリーンフレームと、前記スクリーンフレームに連結されて前記光学エンジンを保持する光学エンジン支持板とを有する表示ユニットと、前記表示ユニットに接続され、投写型画像表示装置の重量を支えるボトムフレームとを備え、前記表示ユニットとボトムフレームとの接続箇所に歪み吸収しろ部を設ける。 The projection-type image display apparatus according to the present invention includes an optical engine that gives video information to light and projects the light onto a screen, a screen frame that holds the screen, and an optical engine that is connected to the screen frame and holds the optical engine. A display unit having a support plate and a bottom frame connected to the display unit and supporting the weight of the projection type image display device are provided, and a strain absorbing portion is provided at a connection portion between the display unit and the bottom frame.
本発明に係る投写型画像表示装置では、スクリーン上の画像ずれを防止することができる。 The projection type image display apparatus according to the present invention can prevent image displacement on the screen.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る投写型画像表示装置の光学系を説明するための図である。図1において、光学エンジン1は、光源101、折り返しミラー131、非平面ミラー12、折り返しミラー132を有する。折り返しミラー131は光学エンジン1内の上側に、反射面を後方下方向に向けた状態で設けられ、非平面ミラー12は光学エンジン1内の後方に、反射面を前方上方向に向けた状態で設けられている。
FIG. 1 is a diagram for explaining an optical system of the projection type image display apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the
光源101は光学エンジン1の上側へ向かって光を出射し、折り返しミラー131がその光を後方下方向へ反射し、さらに非平面ミラー12がその光を光学エンジン1の前方上方向へ反射する。これにより、光は光学エンジン1から上方へ出射される。光学エンジン1から上方へ出射された光は、折り返しミラー132で反射され、その反射光がスクリーン3へ投写される。このようにして、スクリーン3上に画像が表示される。
The
図2は、実施の形態1に係る組立前の投写型画像表示装置の構成を概略的に示した側面断面概略図である。図3は、実施の形態1に係る組立後の投写型画像表示装置の背面側からの斜視図である。投写型画像表示装置には、その背面を覆うバックキャビネットを取り付けるが、ここでは、投写型画像表示装置の内部構造を明らかにするために省略する。実施の形態1に係る投写型画像表示装置においては、床面に置いて設置する床置きと壁に掛けて設置する壁掛けの2通りの設置方法が可能であるが、まず、床置きの場合について説明する。 FIG. 2 is a schematic side sectional view schematically showing the configuration of the projection type image display apparatus before assembly according to the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view from the back side of the assembled projection type image display apparatus according to the first embodiment. A back cabinet that covers the back surface of the projection type image display apparatus is attached to the projection type image display apparatus. However, here, it is omitted in order to clarify the internal structure of the projection type image display apparatus. In the projection type image display apparatus according to the first embodiment, two installation methods are possible: a floor installation that is installed on the floor and a wall installation that is installed on the wall. explain.
図2に示すように、実施の形態1に係る投写型画像表示装置は、表示ユニット20と、その背面に接続されるボトムフレーム18とで構成される。
As shown in FIG. 2, the projection type image display apparatus according to
表示ユニット20は、光学エンジン1、光学エンジン支持板22、ミラー保持フレーム81、折り返しミラー132、スクリーン3、当該スクリーン3を固定するスクリーンフレーム4、及び光学エンジン支持板22の下部とスクリーンフレーム4とを保持する補強部材19とから構成される。
The
ボトムフレーム18は、表示ユニット20と接続され、床面と接し、床面に自立して表示ユニット20を支える。
The
表示ユニット20を構成する主な構成要素を図2に基づいて説明する。光学エンジン1は光学エンジン支持板22の背面に固定される。画像が表示される長方形のスクリーン3は、その長方形の枠の形状をしたスクリーンフレーム4に嵌め込まれて固定される。
Main components constituting the
光学エンジン支持板22は投写型画像表示装置の上部から下部にかけて背面から前面の方向に向かって斜めに傾けて設置され、光学エンジン支持板22の上部はミラー保持フレーム81に固定される。光学エンジン支持板22の下部は、補強部材19を介してスクリーンフレーム4に固定される。
The optical
ミラー保持フレーム81は、折り返しミラー132を囲むように配置され、その左右両端部はスクリーンフレーム4と固定され、その中央部は光学エンジン支持板22と固定される。折り返しミラー132は、ミラー保持フレーム81と、前面でスクリーンフレーム4に保持される。
The
図3に示すように、ボトムフレーム18は、その下部の接続箇所75L及び接続箇所75R、上部の接続箇所76L及び接続箇所76Rで表示ユニット20と接続されるが、これら接続箇所の詳細については後述する。なお、以下では、左(L)と右(R)とを区別して表す必要がある場合には、例えば、接続箇所75L及び接続箇所75Rなどと表記し、左と右とを両方示す場合は、例えば、接続箇所75と表記するものとする。
As shown in FIG. 3, the
図3において、光学エンジン支持板22には、光学エンジン1から上方へ出射された光を透過させるための光透過穴100が設けられている。光透過穴100を透過した光は、折り返しミラー132で反射されて、その反射光がスクリーン3へ投写されるようになっている。
In FIG. 3, the optical
ボトムフレーム18は、投写型画像表示装置の背面から見てそれぞれ右側と左側に備えられ、床面に直接接する右底面フレーム181R及び左底面フレーム181Lと、右底面フレーム181R及び左底面フレーム181Lの床面に接する面と反対側の面から、それぞれ右底面フレーム181R及び左底面フレーム181Lに対して垂直に上方に向かって延在する四角柱形状の右背面フレーム182R及び左背面フレーム182Lと、さらに右背面フレーム182R及び左背面フレーム182Lからそれぞれ延在し、表示ユニット20に向かって傾いた方向に延びる四角柱形状の右背面フレーム183R及び左背面フレーム183Lと、右背面フレーム183R及び左背面フレーム183Lとをつなぐ背面フレーム185と、右背面フレーム182R及び左背面フレーム182Lの下部をつなぐ背面フレーム180とを有する。
The
また、右背面フレーム182R及び左背面フレーム182Lは、壁掛けの場合に投写型画像表示装置の背面に位置する壁掛け用金具200に対して接続するためのねじ穴60を、それぞれ2つずつ備えている。これらのねじ穴60は、床置きの場合は使用しない。
Further, the right
図4にボトムフレーム18と光学エンジン支持板22の接続部の垂直断面図を示す。図4では、投写型画像表示装置の背面から見て右側のみが記載されているが、ボトムフレーム18の形状は左右対称なので、左側の構成も同様である。
FIG. 4 shows a vertical sectional view of the connecting portion between the
図4に示されているように、ボトムフレーム18は、右背面フレーム183R及び左背面フレーム183Lから、それぞれ右底面フレーム181R及び左底面フレーム181Lに対して並行に延在し、光学エンジン支持板22と接続される右接続フレーム184R及び左接続フレーム184Lを有する。また、右底面フレーム181R及び左底面フレーム181Lの床面に接する面と反対側の面には、左右方向に延びる円柱状突起188が設けられている。
As shown in FIG. 4, the
ここで、ボトムフレーム18と光学エンジン支持板22は、下側の二つの接続部75で回動自在に接続され、上側の二つの接続部76で可動接続される。
Here, the
上側の接続部76L、76Rは、筐体の底面に対する垂直方向と、筐体の奥行き方向に動くことができ、水平方向には固定されて動かないようになっている。下側の二つの接続部75においては、ボトムフレーム18が、水平方向に細長い円柱状突起188を有している。さらに、光学エンジン22が、その下端に、円柱状突起188の直径よりわずかに大きな直径の円弧形状の把持部220を備えている。そしてこの把持部220は、ボトムフレーム18の前記円柱状突起188を、緩やかに把持する。これにより、光学エンジン支持板22は円柱状突起188を中心に一定角度の範囲内で回動自在となる。
The upper connecting
上側の接続部76L、76Rの接続方法を実現する構造の例として、図4に示す実施の形態1に係る投写型画像表示装置では以下のように構成されている。接続部76において光学エンジン支持板22には、床面に対して垂直方向に、ボトムフレーム18の右接続フレーム184R及び左接続フレーム184Lより幅広な長穴が左右に1つずつ設けられ、右接続フレーム184R及び左接続フレーム184Lをこれらの長穴にそれぞれ挿入している。さらに、これらの長穴の空間部分はゴムなどの弾性体70で満たされている。これにより、ボトムフレーム18に荷重がかかっていない状態では、弾性体70の剛性により右接続フレーム184R及び左接続フレーム184Lは固定されているが、ボトムフレーム18に荷重がかかった場合等には、弾性体70が変形することで、右接続フレーム184R及び左接続フレーム184Lは、垂直方向と奥行き方向に動く。
As an example of a structure for realizing the connection method of the
また、ボトムフレーム18は、光学エンジン支持板22より相対的に剛性が低くなっている。これは、ボトムフレーム18の材質を、光学エンジン支持板22の材質よりヤング率が小さいものとしたり、ボトムフレーム18の形状を光学エンジン支持板22の形状より相対的に変形しやすい形状とすることで実現できる。
Further, the
次に、実施の形態1に係る投写型画像表示装置において、ボトムフレーム18と表示ユニット20との接続箇所の特徴的な構造によって、表示ユニット20の歪みによって生じる画面ずれが発生しにくくできる点について説明する。
Next, in the projection type image display apparatus according to
投写型画像表示装置を設置する床面に凹凸があると、ボトムフレーム18の底面が変形して歪み、表示ユニット20にその影響が伝わる。ここで、仮に表示ユニット20が剛体であったとすると、床面の凹凸により表示ユニット20が地面に対して傾くが、表示ユニット20は変形しないため光学エンジン1、スクリーン3の相対位置は変化せず、画像ずれは発生しない。しかし実際には、表示ユニット20は剛体でなく、変形して歪みが発生する。そのため床面の凹凸によりボトムフレーム18が歪み、その歪みが光学エンジン支持板22に伝わり、さらにスクリーンフレーム4に伝わり、結果的に光学エンジン1とスクリーン3との相対位置がずれてスクリーン3上の画像ずれが発生することになる。
If the floor surface on which the projection image display apparatus is installed is uneven, the bottom surface of the
一方、本実施の形態に係る投写型画像表示装置では、床面の凹凸による画像ずれが発生しにくい構造となっている。図5は、実施の形態1に係る投写型画像表示装置の床面に段差がある場合の垂直断面図である。以下では、図5に基づきボトムフレーム18の右側に説明するが、左側についても同様である。
On the other hand, the projection type image display apparatus according to the present embodiment has a structure in which image displacement due to unevenness on the floor surface is unlikely to occur. FIG. 5 is a vertical sectional view in the case where there is a step on the floor surface of the projection display apparatus according to the first embodiment. The following description will be made on the right side of the
図5に示すように、ボトムフレーム18の底面が接する床面の一部(ボトムフレーム18の背面部付近)が凸であり、ボトムフレーム18Rが変形したとする。この場合、図5に示すようにボトムフレーム18Rは接続部75Rを中心に筐体の前面向かって傾き、ボトムフレーム18Rの接続部76Rは筐体の前面方向に変位する。接続部76Rにおいて、ボトムフレーム18Rと光学エンジン支持板22は筐体の垂直方向と奥行き方向に可動であるため、ボトムフレーム18Rの接続部76Rの変位は光学エンジン支持板22に影響せず、応力の発生も抑制される。結果的に、ボトムフレーム18Rの上部の変位が発生しても光学エンジン支持板22は変位しない。
As shown in FIG. 5, it is assumed that a part of the floor surface that is in contact with the bottom surface of the bottom frame 18 (near the back surface portion of the bottom frame 18) is convex and the bottom frame 18R is deformed. In this case, as shown in FIG. 5, the bottom frame 18R is inclined toward the front surface of the housing with the
以上のように、実施の形態1に係る投写型画像表示装置においては、ボトムフレーム18と表示ユニット20の接続箇所75及び接続箇所76がボトムフレーム18の歪みを吸収する歪み吸収しろを構成している。その結果、光学エンジン1とスクリーン3との相対位置は変化せず、スクリーン3上の画像ずれを防止できる。
As described above, in the projection type image display apparatus according to the first embodiment, the
ここでは、ボトムフレーム18R、18Lに分割して説明しているが、ボトムフレーム18の剛性が相対的に低いとすると、ボトムフレーム18Rに相当する右側部分の変形はボトムフレーム18Lに相当する左側部分に影響せず、同様に光学エンジン支持板22とボトムフレーム18の左側部分は変位しない。
Here, the bottom frames 18R and 18L are described separately. However, if the rigidity of the
この効果は、筐体をねじるような荷重が加わった場合も同様で、ボトムフレーム18の変位は発生するが、光学エンジン1とスクリーン3との間の相対位置変化を発生させず、スクリーン3上の画像ずれを抑制できるという効果を得られる。
This effect is the same when a load that twists the casing is applied, and the displacement of the
次に、実施の形態1に係る投写型画像表示装置を壁に掛けて設置する場合も、床置きの場合と同様に、スクリーン3上の画像ずれを防止できる点について説明する。
Next, even when the projection type image display apparatus according to
図6は、実施の形態1に係る投写型画像表示装置の壁掛け時の垂直断面図である。ここでは、ボトムフレーム18の背面を壁掛け用金具200に固定することで、壁面300に設置する。床面設置時には、ボトムフレーム18の底面は床面に支えられる。しかし、図6に示すように、ボトムフレーム18の背面を壁面300に設置した壁面設置時には、ボトムフレーム18の底面と床面が接していないため、ボトムフレーム18の底面は光学エンジン1、光学エンジン支持板22、スクリーン3、スクリーンフレーム4などの構成部品の荷重を受けて鉛直下方向に変形し得る。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the projection type image display apparatus according to
ボトムフレーム18の底面が変形した結果、接続部75を中心に表示ユニット20は図の時計回りに回動し、接続部76において、ボトムフレーム18と光学エンジン支持板22は筐体の垂直方向と奥行き方向に可動であるため、光学エンジン支持板22の接続部76Rは筐体の前面方向に変位する。ボトムフレーム15の変形は光学エンジン支持板22の変位を発生させるが、光学エンジン支持板2、スクリーンフレーム4の変形は発生しない。そのため、光学エンジン1とスクリーン3との相対位置が変化せず画像ずれは発生しない。
As a result of the deformation of the bottom surface of the
以上のように、本実施の形態における投写型画像表示装置の構造においては、ボトムフレーム18と表示ユニット20とを歪み吸収しろ部を介して接続するようにしたので、ボトムフレーム18の歪みが表示ユニット20に伝わらず、スクリーン3上の画像ずれを小さくできるという効果を奏する。
As described above, in the structure of the projection type image display apparatus according to the present embodiment, the
また、壁面設置時にもスクリーン3上の画像のずれを小さくできるという効果を奏する。
In addition, there is an effect that the shift of the image on the
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2に係る投写型画像表示装置の構成を概略的に示した組立前の側面断面図である。ここでも右側だけについて説明するが、左側の構成も同様である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a side cross-sectional view before assembly, schematically showing the configuration of the projection type image display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Here, only the right side will be described, but the configuration on the left side is the same.
実施の形態2に係る投写型画像表示装置の基本的な構成は、実施の形態1に係る投写型画像表示装置と同様である。実施の形態2の、実施の形態1との相違点は、下側の接続部77の構造である。
The basic configuration of the projection type image display apparatus according to the second embodiment is the same as that of the projection type image display apparatus according to the first embodiment. The difference between the second embodiment and the first embodiment is the structure of the lower connecting
実施の形態1において、図4に示すように下側の接続部75は、ボトムフレーム18が水平方向に細長い円柱状突起188を有し、光学エンジン支持板22が、その下端に、ボトムフレーム18の円柱状突起188の円の直径よりわずかに大きな直径の円弧形状で、前記円柱状突起188を緩やかに把持する把持部220を備え、光学エンジン支持板22が、円柱状突起188を中心に回動自在になるようにしていた。
In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the
一方、本実施の形態では、ボトムフレーム28の右底面フレーム189Rが光学エンジン支持板23の剛性より剛性が低い低剛性部190Rを有し、ボトムフレーム28と光学エンジン支持板23とを、低剛性部190Rを介して、ねじなどの接続手段を用いて接続される。
On the other hand, in the present embodiment, the
この場合、実施の形態1で説明したように、例えば床面形状の一部が凸であり、ボトムフレーム28が変形したとする。この時ボトムフレーム28の低剛性部190Rは剛性が低いために変形し、光学エンジン支持板23は、実施の形態1と同様に接続部77を中心に回動し、ボトムフレーム28の接続部76は筐体の前面方向に変位する。接続部76において、ボトムフレーム28と光学エンジン支持板22は筐体の垂直方向と奥行き方向に可動であるため、ボトムフレーム28の接続部76の変位は光学エンジン支持板23への影響が小さく、応力の発生も抑制される。結果的に、ボトムフレーム28の上部、つまり接続部75の変位が発生しても光学エンジン支持板2の変位を抑制できる。その結果、光学エンジン1とスクリーン3との相対位置の変化を抑制することができ、画面ずれを小さくできる。
In this case, as described in the first embodiment, for example, it is assumed that a part of the floor shape is convex and the
なお、低剛性部としては、例えば、ゴムや板ばね等の弾性体を用いることができる。 In addition, as a low-rigidity part, elastic bodies, such as rubber | gum and a leaf | plate spring, can be used, for example.
以上のように、本実施の形態2においては、ボトムフレーム28の右底面フレーム189Rが光学エンジン支持板23の剛性より剛性が低い低剛性部190Rを有し、ボトムフレーム28と光学エンジン支持板23とを、低剛性部190Rを介してねじなどの接続手段を用いて接続されるので、接続部76においてボトムフレーム28が変形することで光学エンジン支持板23の応力発生を抑制し、スクリーン3上の画像ずれを小さくできるという効果を奏する。
As described above, in the second embodiment, the
1 光学エンジン、 3 スクリーン、 4 スクリーンフレーム、 18 ボトムフレーム、 20 表示ユニット、 22 光学エンジン支持板、 23 光学エンジン支持板、 28 ボトムフレーム、 70 弾性体、 75 接続部、 76 接続部 77 接続部、 81 ミラー保持フレーム、 132 折り返しミラー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記表示ユニットに少なくとも1箇所以上の接続箇所で接続され、前記表示ユニットを支えるボトムフレームと、
を備える投写型画像表示装置であって、
前記表示ユニットと前記ボトムフレームとの接続箇所のうち、少なくとも1箇所は、第1の歪み吸収しろ部を構成すること
を特徴とする投写型画像表示装置。 A display unit having an optical engine that gives image information to light and projects the light onto a screen, a screen frame that holds the screen, and an optical engine support plate that is connected to the screen frame and holds the optical engine;
A bottom frame that is connected to the display unit at at least one connection point and supports the display unit;
A projection-type image display device comprising:
A projection-type image display device, wherein at least one of the connection points between the display unit and the bottom frame constitutes a first strain absorption margin.
を特徴とする請求項1に記載の投写型画像表示装置。 The first strain absorption margin is formed by providing a connection hole in which an elastic body is disposed on an optical engine support plate, and a part of the bottom frame is inserted into the connection hole. 2. The projection type image display device according to 1.
前記第2の歪み吸収しろ部は、光学エンジン支持板が有する円柱状の突起と、前記円柱状の突起を中心に前記光学エンジン支持板が回動自在になるように前記円柱状突起を把持する把持部と、で構成されること
を特徴とする請求項2に記載の投写型画像表示装置。 The connection location has a second strain absorption margin apart from the first strain absorption margin,
The second strain-absorbing margin grips the columnar projections of the optical engine support plate and the columnar projections so that the optical engine support plate can rotate around the columnar projections. The projection-type image display device according to claim 2, further comprising: a grip portion.
前記第3の歪み吸収しろ部は、ボトムフレームが、光学エンジン支持板の剛性より剛性が低い低剛性部を有し、前記ボトムフレームと前記光学エンジン支持板とを、前記低剛性部を介して接続されることで構成されること
を特徴とする請求項2に記載の投写型画像表示装置。 The connection point has a third strain absorbing margin part separately from the first strain absorbing margin part,
In the third strain absorbing margin, the bottom frame has a low rigidity portion whose rigidity is lower than the rigidity of the optical engine support plate, and the bottom frame and the optical engine support plate are connected to each other through the low rigidity portion. The projection type image display apparatus according to claim 2, wherein the projection type image display apparatus is configured by being connected.
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