JP5788521B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、投写型映像表示装置に関する。

液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置は、水銀ランプ等の光源から発せられた光を液晶パネルなどの表示素子に照射し、表示素子で形成された映像を投写レンズにてスクリーンへ拡大投写するものである。装置の光学系の構成は、光源から出射された光を液晶パネルに照射して映像を形成するまでの光学ユニット（以下、光学エンジンと呼ぶ）と、液晶パネルで形成された映像を投写レンズで拡大投写する投写光学系からなる。カラー映像表示装置の光学エンジンでは、表示素子として３原色（ＲＧＢ）用の３枚の液晶パネルと、照射光の色分離系と各映像色の色合成系が設けられている。また投写光学系には、スクリーン上の映像表示位置を調整するために、投写レンズを光軸と直角方向に移動させるレンズシフト機構が設けられている。

光学エンジンと投写光学系は、互いに位置決めして装置の筐体に収納される。従来の収納方法は、例えば特許文献１に記載されるように、光源を含む光学エンジンの各部品は、光学部品用筐体であるライトガイドに収納配置され、ライトガイドは装置筐体に固定される。また投写光学系は、ライトガイドの出射端部に接合固定される構造となっている。

特開２００４−２４００２４号公報

特許文献１のような従来の構造では、光学エンジンの各部品は、光学部品用筐体であるライトガイドに収納されて筐体に固定されている。ライトガイドは収納する各光学部品の形状に合わせた複雑な内部構造となっており、一般に合成樹脂材を用いて射出成型等により製造される。従って、ライトガイド自身は金属材と比較して強度的に限界があり変形しやすく、またライトガイドが装置筐体に固定されている結果、筐体が外力を受けて変形した場合にライトガイドにも変形が及ぶことになる。これらの結果、ライトガイドに収納される各光学部品間の位置精度が悪化し、さらに投写光学系との位置関係がずれることで、スクリーンに表示される映像の品質が悪化（輝度むら、色ずれ等が発生）してしまう。

そこで、本発明の目的は、外力を受けても光学エンジンの各部品と投写光学系の位置精度を維持し、表示映像の品質を悪化させない投写型映像表示装置を提供することである。

本発明は、表示素子にて形成された映像を投写する投写型映像表示装置において、光源から出射された光を前記表示素子に照射して映像を形成する光学エンジンと、該光学エンジンから出射された映像を拡大投写する投写光学系を備え、前記光学エンジンと前記投写光学系を一体に保持する共通ベースに固定し、該共通ベースを当該装置の筐体に取り付けたことを特徴とする。

本発明によれば、外力等を受けても各光学部品の位置精度を維持し、表示される映像の品質が悪化することを防止することができる。

本実施例の投写型映像表示装置の全体構成を示す図。 光学エンジンと投写光学系を示す図。 光学エンジンと投写光学系を共通ベースから取り外した状態を示す図。 共通ベースの形状を示す斜視図。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本実施例の投写型映像表示装置の全体構成を示す図であり、表示装置の筐体上蓋を外した内部構成を示している。筐体１には、光源から光を出射し表示素子である液晶パネルに照射して映像を形成する光学エンジン２と、液晶パネルで形成された映像を投写レンズで拡大投写する投写光学系３が収納されている。これ以外に、電源ユニット６と冷却ユニット７、図示しない映像信号回路や制御回路などが収納される。

図２と図３は、光学エンジン２と投写光学系３の構成を示す図である。
図２は、光学エンジン２と投写光学系３を筐体１から取り出した状態を示す図である。光学エンジン２と投写光学系３は、共通ベース４に搭載され固定されている。
また図３は、光学エンジン２と投写光学系３を共通ベース４から取り外した状態を示す図である。なお、図３では投写レンズ３１を省略している。

光学エンジン２は、光源部２１、色分離光学系２２、色合成光学系２３で構成される。これらの部品は、筒状のライトガイド２０に収納され所定の位置に固定されている。光源部２１には超高圧水銀ランプ等の光源を使用し、略白色光を出射する。色分離光学系２２は略白色光をＲＧＢの３原色光に分離し、対応する各液晶パネルに導く。色合成光学系２３は、ＲＧＢの液晶パネル２３１とクロスダイクロイックプリズム２３２を有し、ＲＧＢ信号に基づく各映像を形成し、これら映像の色合成を行う。

投写光学系３は、投写レンズ３１とレンズシフト機構３２で構成される。色合成光学系２３から出射した映像光は、投写レンズ３１によって拡大されスクリーン等へ投写される。レンズシフト機構３２は、投写レンズ３１を保持し光軸（投写方向）に直交する２軸方向に移動させるもので、水平方向（Ｘ方向）駆動部３２ｘと垂直方向（Ｙ方向）駆動部３２ｙを有する。レンズシフト機構３２のレンズ取り付け面３２ａには投写レンズ３１を固定する。これにより、スクリーン上に投写される画像位置を水平方向と垂直方向に移動調整することができる。

本実施例では、光学エンジン２と投写光学系３は、共通ベース４に一体的に固定された状態で筐体１に取り付ける。具体的には、共通ベース４には光学エンジン２の筒状のライトガイド２０の出射端部と色合成光学系２３を固定し、また投写光学系３のレンズシフト機構３２を固定する。

図４は、共通ベース４の形状を示す斜視図である。共通ベース４は、中央に起立する固定枠４１とその両側に台座部４２，４３を有し、アルミダイキャスト法等で製造し剛性が高く変形しにくい部材としている。固定枠４１には光学エンジン２からの映像光が通過する開口部４４を有する。台座部４２には光学エンジン２を搭載し、台座部４３には投写光学系３のレンズシフト機構３２を搭載し、これらを一体的に固定する。

詳細に言えば、台座部４２に搭載する光学エンジン２については、台座部４２に固定するのはライトガイド２０の出射端部と色合成光学系２３に限定し、固定部５１(本実施例では３箇所)にネジ止め固定する。その理由は、光学エンジン２は光源部２１から色合成光学系２３まで多数の光学部品が存在し、これらを収納するライトガイド２０の寸法（光路長）が大きくなる。全体を固定する場合、共通ベース４が大型化し、剛性の確保が困難でありかつ質量が増すため、光学エンジン２（ライトガイド２０）全体を台座部４２に固定するのは得策ではないからである。

また台座部４３に搭載する投写光学系３については、レンズシフト機構３２の入射側を起立する固定枠４１に固定し、投写レンズ３１はレンズシフト機構３２の出射側のレンズ取り付け面３２ａで保持する。

共通ベース４の底面には、共通ベース４を筐体１に取り付けるための固定部５０（図４の例では５箇所）を有する。これらの固定部５０は筐体１の変形が光学エンジン２、色合成光学系２３に及ぶことを防止するため、固定枠４１の脚部近傍に設ける。

共通ベース４の台座部４２には、ライトガイド２０の端部を取り付けるための固定部５１（図４の例では３箇所）と、色合成光学系２３を取り付けるための固定部５２（図４の例では２箇所）を有する。さらに共通ベース４の固定枠４１には、レンズシフト機構３２を取り付けるための固定部５３（図４の例では４箇所）を有する。

以上の構成によれば、光学エンジン２と投写光学系３は一体的に共通ベース４に固定され、筐体１には共通ベース４のみを取り付ける構成としている。つまり、光学エンジン２と投写光学系３は筐体１に直接固定されていないので、外力により筐体１が変形したとしても、剛性の高い共通ベース４により変形は阻止され、その影響を直接受けることはない。さらに、共通ベース４に固定する光学エンジン２（ライトガイド２０）を出射端部に限定したので、ライトガイド２０の本体部には外力が印加されにくく、これに収納される各光学部品は所定の位置に所定の精度で保持される。さらに、光学エンジン２と投写光学系３は、剛性の高い共通ベース４に固定されているので、両者の位置関係がずれることはない。従って、本実施例の構成によれば、外力等を受けても各光学部品の位置精度を保持し、表示される映像の品質が悪化（輝度むら、色ずれ等が発生）することを防止することができる。

１…筐体、
２…光学エンジン、
３…投写光学系、
４…共通ベース、
２０…ライトガイド、
２１…光源部、
２２…色分離光学系、
２３…色合成光学系、
２３１…液晶パネル、
２３２…クロスダイクロイックプリズム、
３１…投写レンズ、
３２…レンズシフト機構、
３２ａ…レンズ取り付け面、
４１…固定枠、
４２，４３…台座、
４４…開口部、
５０〜５３…固定部。

Claims (2)

1. 表示素子にて形成された映像を投写する投写型映像表示装置において、
   光源から出射された光を前記表示素子に照射して映像を形成する光学エンジンと、
   該光学エンジンから出射された映像を拡大投写する投写光学系と、
   前記光学エンジンと前記投写光学系を一体に保持する共通ベースを備え、
   前記光学エンジンと前記投写光学系を前記共通ベースのみを介して当該装置の筐体に取り付ける構成であって、
   前記共通ベースには、前記光学エンジンからの映像光を通過し前記投写光学系の入射側を固定するための起立した固定枠を有し、
   前記共通ベースの底面を、前記固定枠の脚部近傍に設けた複数の固定部にて前記筐体に取り付けたことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型映像表示装置において、
   前記光学エンジンは、前記光源と、該光源からの出射光を３原色に分離する色分離光学系と、前記表示素子にて各色用の映像を形成し各映像を合成する色合成光学系とを有し、
   前記投写光学系は、前記色合成光学系から出射された映像を拡大投写する投写レンズと、該投写レンズを保持し投写光の光軸と直交する方向に移動させるレンズシフト機構とを有し、
   前記共通ベースには、前記光源と前記色分離光学系を収納する筒状のライトガイドの出射端部と、前記色合成光学系と、前記レンズシフト機構を固定したことを特徴とする投写型映像表示装置。

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