JPH07203336A

JPH07203336A - 投写ユニット及びこれを用いた投写型表示装置

Info

Publication number: JPH07203336A
Application number: JP33655893A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Mori; 繁森; Naoyuki Ogura; 直之小倉
Original assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd; Hitachi Video and Information System Inc
Current assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd; Hitachi Advanced Digital Inc
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】安価にして、組立時あるいは調整時の作業
性、並びに長期間の使用に耐え得る信頼性・安全性に優
れた投写ユニット及びこれを用いた投写型表示装置を提
供する。【構成】カプラ１０と、表示装置（投写管）２０と、
レンズ素子３０と、レンズ固定部材４０と、パッキン５
０ａ，５０ｂと、光学的透明液体６０と、投写管押さえ
部材７０と、レンズ鏡筒８０とから、投写ユニットを構
成する。レンズ素子の鍔部３ａとレンズ固定部材４０と
の間に、表示装置を出てレンズ素子を通過する光線のう
ち、高コントラストの投写画像の形成に有害な光線を遮
蔽する光遮蔽部４４を設ける。また、カプラの周壁１１
ａの外側に、当該カプラから漏出した光学的透明液体が
外部に飛散するのを防止するための外壁１３を、全周に
わたって張り出す。さらに、レンズ固定部材に、前記レ
ンズ鏡筒を係合して前記カプラ側に押圧する複数の係止
爪４２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管や液晶表示装
置等の比較的小形の表示画像をレンズで拡大投写する投
写ユニット及びそれを用いた投写型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】比較的小形な表示装置の映像をレンズで
拡大投写する、いわゆる投写型表示装置は、光学技術、
回路技術、生産技術等の進歩により年々性能が向上して
いる。特に、投写ユニットを構成する表示装置と投写レ
ンズとカプラとで囲まれた空間内に光学的透明液体を充
填する方法の開発により、コントラスト、明るさの性能
が格段に向上した。

【０００３】図７に、従来より知られているこの種の投
写ユニットの一例を示す。この図において、１はカプ
ラ、２は表示装置である投写管、３は投写レンズを構成
するレンズ素子、４はレンズ鏡筒を示している。カプラ
１は、開口端に鍔部１ａを有する箱状に形成されてお
り、該鍔部１ａを有する開口端が、投写管２の投写面に
第１のパッキン５ａを介して取付けられる。投写管２と
しては、例えば陰極線管や液晶表示装置等の比較的小形
の表示装置が用いられる。レンズ素子３は、その開口側
の外周に張り出された鍔部３ａをカプラ１に当接し、該
鍔部３ａの他面側を一端がカプラ１にねじ止めされたレ
ンズ固定部材６にて押圧することによって、カプラ１に
取付けられる。図中の符号７ａは、レンズ固定部材４を
カプラ１に取付けるためのねじを示す。前記レンズ素子
３に張り出された鍔部３ａとカプラ１との間には、第２
のパッキン５ｂが介設される。また、このレンズ素子３
の開口端の周縁には、高コントラストの投写画像の形成
に有害な光線を遮蔽するための黒色塗装部８が設けられ
ている。前記カプラ１と投写管２とレンズ素子３とで構
成される空間内には、光学的透明液体９が充填される。
図中の符号１０は、前記空間内に光学的透明液体９を注
入するための注入部を示す。なお、このカプラ１には、
光学透明液体９の圧力調整部も併せて設けられるが、本
発明の要旨ではないので、図示を省略する。レンズ鏡筒
４は、一方の開口端に脚部４ａを有する筒状に形成され
ており、該脚部４ａを有する一方の開口端が、ねじ７ｂ
によってカプラ１の先端部に取付けられる。このレンズ
鏡筒４は、通常、合成樹脂によって作成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の投写ユニ
ットには、下記の３つの解決すべき課題が有った。第１
は、レンズ鏡筒４の変形に伴う光学性能の低下や作業性
低下にかかわる課題である。レンズ鏡筒４をネジ７ｂで
締め付け固定する際に、脚部４ａにねじ７ｂを締め付け
るための回転方向の外力が加わり、レンズ鏡筒４が変形
する。レンズ鏡筒４はレンズ組立体（図示せず）が嵌合
挿入されるものであり、上記変形によりその嵌合挿入が
困難になって作業性が悪化したり、或いは、レンズ鏡筒
４にあらかじめレンズ組立体を嵌合挿入した状態で脚部
４ａをねじ７ｂで固定する場合にあっては、嵌合がきつ
くなってピント合わせが困難になり、結果として光学性
能の低下という不都合を生じていた。

【０００５】第２は、コストアップにかかわる課題であ
る。レンズ素子３に黒色塗装部８を設ける際、レンズ素
子３の有効光線が通過する領域Ａ内に塗装がかからない
ようにするため、レンズ素子３にマスキングを施す必要
があり、そのための治工具が必要であり、結果としてレ
ンズのコストアップになる。また、塗装ムラ等により有
害光線（反射等によってコントラスト等の性能低下をき
たす光線）を完全に遮蔽出来ず、その結果コントラスト
が不十分である原因でもあった。すなわち、投写管２か
ら放出される光は１万〜１０万ｃｄ／ｍ² にも達するの
で、僅かな反射でコントラスト比が低下するが、黒色塗
装部８の塗装ムラを完全に防止することは事実上困難で
あり、画像のコントラスト不足を生じやすいという問題
がある。

【０００６】第３は、信頼性にかかわる課題である。従
来の投写ユニットには、カプラ１から漏れ出した光学的
透明液体９が周囲に飛散するのを防止するための手段が
何ら施されておらず、万が一長期間使用している間にパ
ッキンの脆性疲労等により透明液体９が漏出した場合、
投写ユニットの周辺に配置された電気回路部品に透明液
体９が飛散して、故障の原因になりうる。

【０００７】本発明の目的は、上記した従来技術の課題
を解決し、安価にして組立時あるいは調整時の作業性並
びに長期間の使用に耐え得る信頼性・安全性に優れた投
写ユニット及びこれを用いた投写型表示装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、第１に、光学的透明液体を封入するカプ
ラと、該カプラの端面に固定した表示装置と、前記カプ
ラの前記表示装置が固定された側とは反対側の開口部に
封止部材を介して固定したレンズ素子と、前記レンズ素
子の鍔部を押圧するよう重ねられて前記カプラに固定さ
れるレンズ固定部材と、該レンズ固定部材の上から前記
カプラに固定されるレンズ鏡筒とからなる投写ユニット
において、前記表示装置を出て前記レンズ素子を通過す
る光線のうち、高コントラストの投写画像の形成に有害
な光線を遮蔽する光遮蔽部を、前記レンズ素子の鍔部と
前記レンズ固定部材との間に設けた。

【０００９】また、第２に、同様の投写ユニットにおい
て、前記カプラの液体注入口及び液圧調整部が設けられ
た周壁の外側に、当該カプラから漏出した前記光学的透
明液体が外部に飛散するのを防止するための外壁を全周
にわたって張り出した。

【００１０】第３に、同様の投写ユニットにおいて、前
記レンズ固定部材に、前記レンズ鏡筒を係合して前記カ
プラ側に押圧する複数の係止部を設けた。

【００１１】

【作用】前記第１の手段によると、レンズ素子と別体の
光遮蔽部を前記レンズ素子の鍔部と前記レンズ固定部材
との間に設けるので、レンズ素子にマスキングを施す必
要がなく、投写ユニットの製造コストを低減できる。ま
た、本質的に光遮蔽部の塗装ムラということがあり得
ず、レンズ素子の全周にわたって均一な光遮蔽効果を付
与することができるので、鮮明な投写画像が得られる。

【００１２】また、前記第２の手段によると、万が一カ
プラから光学的透明液体が漏れ出したとしても、その漏
れ出した光学的透明液体が外壁によって堰き止められ、
周囲への流出や飛散が防止されるので、故障の原因とな
る電気回路部品等への付着を防止できる。

【００１３】さらに、前記第３の手段によると、係止部
による力は、レンズ鏡筒を光軸方向に押しつけるよう作
用し、ねじ止めのように不均一な捩じれ方向の外力が加
わらないので、レンズ鏡筒が変形しにくい。よって、レ
ンズ組立体の嵌合挿入が困難になって作業性が悪化した
り、レンズ組立体のピント合わせが困難になるという不
都合を生じにくく、光学性能の優れた投写ユニットを構
成できる。

【００１４】

【実施例】図１ないし図４により、本発明の第１実施例
を説明する。図１は第１実施例に係る投写ユニットの分
解斜視図、図２は第１実施例に係る投写ユニットの組立
て状態の断面図、図３はレンズ鏡筒とカプラの相対位置
関係を示す平面図、図４はレンズ鏡筒とカプラの相対位
置関係を示す要部側面図である。

【００１５】図１及び図２に示すように、本実施例の投
写ユニットは、カプラ１０と、投写管２０と、レンズ素
子３０と、レンズ固定部材４０と、前記カプラ１０と投
写管２０との間に介設される第１のパッキン５０ａと、
前記カプラ１０とレンズ素子３０との間に介設される第
２のパッキン５０ｂと、カプラ１０内に充填される光学
的透明液体６０と、投写管押さえ部材７０と、レンズ鏡
筒８０とから主に構成されている。

【００１６】カプラ１０は、有底筒状の本体１１と、該
本体１１の開口端より外向きに張り出された鍔部１２
と、該鍔部１２より前記本体１１の周壁の外側に起立さ
れた外壁１３とを有している。前記本体１１の周壁１１
ａの一部には、液体注入口１４が開口されており、該液
体注入口１４には、光学的透明液体６０の注入後、第３
のパッキン１４ａを介して封止ねじ１４ｂが螺合され
る。また、前記本体１１の底壁１１ｂの中央部分には、
光透過孔１５が開設され、その周囲には、レンズ固定部
材４０を締結するねじ１６を螺合するためのねじ孔が開
設された第１のボス１６ａと、レンズ鏡筒８０の回り止
め用のピン１７を圧入するための穴が開設された第２の
ボス１７ａと、カプラ１０内に充填された光学的透明液
体６０の封入圧を調整する弾性部材１８を取付けるため
の取付孔１８ａが設けられている。なお、前記鍔部１２
より起立された外壁１３は、前記液体注入口１４又は弾
性部材取付孔１８ａから漏出した光学的透明液体６０が
外部に飛散するのを防止するためのものであって、前記
本体１１の全周にわたって起立される。また、このカプ
ラ１０は、投写ユニットの軽量化のため、合成樹脂材料
にて形成することが望ましい。

【００１７】レンズ固定部材４０は、中央部にレンズ素
子３０の開口部の内径にほぼ等しい直径の光透過孔４１
を有する板状体をもって構成されており、四隅の前記第
２のボス１７ａと対応する位置に、レンズ鏡筒８０を係
合するための係合爪４２が形成されている。また、前記
第１のボス１６ａと対応する位置には、これを貫通可能
な透孔４３が開設されている。このレンズ固定部材４０
は、金属や合成樹脂など、所定の強度と剛性とを有する
材料によって形成される。

【００１８】投写管押さえ部材７０は、投写管２０を係
合して、これを前記カプラ１０に密着可能な枠状体をも
って構成される。

【００１９】レンズ鏡筒８０は、レンズ素子３０の開口
部の外形よりもやや大径の筒状に形成されており、一端
部より４つの脚部８１が外側に向けて放射状に突出形成
されている。また、前記４つの脚部８１のそれぞれに
は、前記第２のボス１７ａと対応する位置に、ピン１７
を挿通するための透孔８２が開設されている。

【００２０】その他、投写管２０、レンズ素子３０、前
記カプラ１０と投写管２０との間に介設される第１のパ
ッキン５０ａ、前記カプラ１０とレンズ素子３０との間
に介設される第２のパッキン５０ｂ、それにカプラ１０
内に充填される光学的透明液体６０については、従来品
と同じであるので説明を省略する。

【００２１】以下、実施例に係る投写ユニットの組立方
法について説明する。カプラ１０に第１のパッキン５０
ａを装着し、その上から投写管２０を載せ、カプラ１０
と投写管押さえ部材７０を互いに挟持して、カプラ１０
に投写管２０を固定する。次に、カプラ１０に第２のパ
ッキン５０ｂを装着し、その上からレンズ素子３０、レ
ンズ固定部材４０、それに光学的透明液体６０の圧力調
整用の弾性部材１８をこの順序で載せ、ねじ１６を第１
のボス１６ａに螺合して、これらレンズ固定部材４０、
レンズ素子３０、圧力調整用弾性部材１８、カプラ１０
を一体化する。さらに、レンズ固定部材４０に対してレ
ンズ鏡筒８０を位置決めし、レンズ鏡筒８０を回転させ
て、レンズ固定部材４０に形成された係合爪４２とカプ
ラ１０に形成された第２のボス１７ａとで、レンズ鏡筒
８０の脚部８１を押圧して固定する。この時、レンズ鏡
筒８０が軸周りに回転するようであれば、補助的に回転
防止用のピン１７をレンズ鏡筒８０の脚部８１に開設さ
れた透孔８２を通して、その先端部を前記第２のボス１
７ａに開設された穴に嵌合することもできる。最後に、
液体注入口１４から光学的透明液体６０を注入し、第３
のパッキン１４ａと封止ねじ１４ｂで封止する。

【００２２】次に、図３及び図４を用いて、レンズ鏡筒
８０の取付方法を更に詳しく説明する。図３で、実線は
レンズ鏡筒８０の最終固定位置を、一点鎖線は固定前の
状態を示している。まず、カプラ１０に対してレンズ鏡
筒８０を図３の一点鎖線で示される位置に位置付け、レ
ンズ鏡筒８０を時計周りに回転して、その脚部８１をそ
れぞれレンズ固定部材４０とその先端部に設けられた係
合爪４２との間に係合する。この場合、レンズ鏡筒８０
を回転したときに、脚部８１が自動的に図３の実線で示
される所定の最終固定位置に停止されるように、カプラ
１０の底壁１１ｂに位置決めピン１１ｃを予め突設して
おくこともできる。図４に示すように、レンズ鏡筒８０
の脚部８１の厚さｈ₂ に対して、レンズ固定部材４０と
その先端部に設けられた係合爪４２との間隔ｈ₁ は、ｈ
₁＜ｈ₂に形成される。本実施例では、レンズ固定部材４
を、厚みが１．６ｍｍの鉄板にて作製し、ｈ₂−ｈ₁＝
０．１〜０．２ｍｍとした。更に、脚部８１の上角部に
は、係合爪４２への嵌合をスム−ズにするため、テ−パ
部８１ａを形成した。尚、ｈ₂−ｈ₁の量は，レンズ固定
部材４０の材質、厚みに応じて適宜選択することができ
る。一方、レンズ鏡筒８０の回転をスム−スにするた
め、レンズ固定部材４０をねじ止めする第１のボス１６
ａの高さＨ₂を第２のボス１７ａの高さＨ₁より低く形成
し、レンズ鏡筒８０の端面とレンズ固定部材４０の表面
間に隙間ｄを確保した。

【００２３】次に、図５を用いて本発明の第２の実施例
を説明する。本例の投写ユニットは、レンズ素子３０の
鍔部３ａとレンズ固定部材４０との間に、光遮蔽部を設
けたことを特徴とする。図５において、符号４４はこの
光遮蔽部を示し、その他前出の図２と対応する部分に
は、それと同一の符号が表示されている。

【００２４】光遮蔽部４４は、可視光を吸収するような
ゴム、布、テ−プ等を所定の形状に加工した後、これを
レンズ固定部材４０に貼り付けることによって形成する
こともできるし、また、レンズ固定部材４０をアクリル
等の合成樹脂で形成する際に、インサ−ト成形等により
一体的かつ同時に形成することもできる。なお、光遮蔽
部４４は、レンズ素子３０の鍔部３ａとなじみ性が良
く、該鍔部３ａの表面に密着可能な弾性体又は柔軟材に
て形成することが望ましい。

【００２５】図６に、前記の投写ユニットを用いた背面
投写形表示装置の一例を示す。この図において、９１は
本発明に係る投写ユニット、９２は光路折り返し用反射
ミラ−、９３は透過型スクリ−ン、９４は筐体、９５は
電気回路部品を示している。本例の背面投写形表示装置
は、投写ユニット９１から映出された映像光を光路折り
返し用ミラ−９２にて反射し、透過型スクリ−ン９３上
に拡大された映像を形成する。なお、透過型スクリ−ン
９３上にカラー映像を形成する場合には、筐体９４内に
赤色用、緑色用、赤色用の各投写ユニット９１を紙面に
対して垂直の方向に配置し、各投写ユニット９１から映
出された赤色用、緑色用、赤色用の映像光を光路折り返
し用ミラ−９２で反射することによって、透過型スクリ
−ン９３上に合成拡大されたカラ−映像を形成する。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ンズ固定部材にレンズ鏡筒を押圧する複数の係止部を設
け、かつ、該係止部とカプラの突起部とでレンズ鏡筒を
互いに押圧するようにしたので、従来のようにレンズ鏡
筒の脚部にねじの締め付けによる外力が加わらず、レン
ズ鏡筒が変形が防止される。よって、レンズ鏡筒内への
レンズ組立体の収納が容易になると共に、該レンズ組立
体のピント合わせが容易になり、結果として光学性能の
向上や組立て作業性が向上する。又、レンズ鏡筒を一定
方向に回転するだけでレンズ鏡筒の取付け固定ができる
ので、組立性及び分解性に優れ、廃家電性が良好になる
という効果がある。レンズ鏡筒やレンズ素子がアクリル
等のプラスチックで成形され軽量化されている場合にあ
っては特に有用である。

【００２７】又、本発明によれば、レンズ固定部材とレ
ンズ素子の鍔部との間に、ゴム、布、或るいはテ−プ等
からなる光遮蔽部を設けたので、表示装置からの有害な
光線を完全に遮蔽・吸収することができ、反射光が表示
装置に戻ったり、そのままスクリ−ンの方に到達してコ
ントラスト比を低下させることがない。又、従来のよう
な塗装設備が不要になるばかりでなく、安全衛生、環境
衛生の点でも効果大である。

【００２８】更に、本発明によれば、カプラの外周に、
液体注入部や圧力調整部から漏れだした光学的透明液体
の外部への流出を防止するための外壁を設けたので、仮
にカプラから光学的透明液体が漏出した場合にも、周辺
の電気回路部品に当該光学的透明液体が飛散せず、安全
性・信頼性の高い製品が実現出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る投写ユニットの分解斜視図で
ある。

【図２】第１実施例に係る投写ユニットの組立て状態の
断面図である。

【図３】第１実施例に係る投写ユニットのレンズ鏡筒と
カプラの相対位置関係を示す平面図である。

【図４】第１実施例に係る投写ユニットのレンズ鏡筒と
カプラの相対位置関係を示す要部側面図である。

【図５】第２実施例に係る投写ユニットの組立て状態の
断面図である。

【図６】投写形表示装置の一例を示す断面図である。

【図７】従来例に係る投写ユニットの組立て状態の断面
図である。

【符号の説明】

１０カプラ１１ａ周壁１３外壁２０投写管３０レンズ素子３ａ鍔部４０レンズ固定部材４４光遮蔽部５０ａ，５０ｂパッキン６０光学的透明液体７０投写管押さえ部材８０レンズ鏡筒９１投写ユニット９２反射ミラ− ９３透過型スクリ−ン９４筐体９５電気回路部品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的透明液体を封入するカプラと、該
カプラの端面に固定した表示装置と、前記カプラの前記
表示装置が固定された側とは反対側の開口部に封止部材
を介して固定したレンズ素子と、前記レンズ素子の鍔部
を押圧するよう重ねられて前記カプラに固定されるレン
ズ固定部材と、該レンズ固定部材の上から前記カプラに
固定されるレンズ鏡筒とからなる投写ユニットにおい
て、前記表示装置を出て前記レンズ素子を通過する光線
のうち、高コントラストの投写画像の形成に有害な光線
を遮蔽する光遮蔽部を、前記レンズ素子の鍔部と前記レ
ンズ固定部材との間に設けたことを特徴とする投写ユニ
ット。
【請求項２】光学的透明液体を封入するカプラと、該
カプラの端面に固定した表示装置と、前記カプラの前記
表示装置が固定された側とは反対側の開口部に封止部材
を介して固定したレンズ素子と、前記レンズ素子の鍔部
を押圧するよう重ねられて前記カプラに固定されるレン
ズ固定部材と、該レンズ固定部材の上から前記カプラに
固定されるレンズ鏡筒とからなる投写ユニットにおい
て、前記カプラの液体注入口及び液圧調整部が設けられ
た周壁の外側に、当該カプラから漏出した前記光学的透
明液体が外部に飛散するのを防止するための外壁を、全
周にわたって張り出したことを特徴とする投写ユニッ
ト。
【請求項３】光学的透明液体を封入するカプラと、該
カプラの端面に固定した表示装置と、前記カプラの前記
表示装置が固定された側とは反対側の開口部に封止部材
を介して固定したレンズ素子と、前記レンズ素子の鍔部
を押圧するよう重ねられて前記カプラに固定されるレン
ズ固定部材と、該レンズ固定部材の上から前記カプラに
固定されるレンズ鏡筒とからなる投写ユニットにおい
て、前記レンズ固定部材に、前記レンズ鏡筒を係合して
前記カプラ側に押圧する複数の係止部を設けたことを特
徴とする投写ユニット。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の投写ユニットにおいて、前記カプラを合成樹脂で形
成したことを特徴とする投写ユニット。
【請求項５】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の投写ユニットにおいて、前記レンズ固定部材を合成
樹脂で形成したことを特徴とする投写ユニット。
【請求項６】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の投写ユニットにおいて、前記表示装置として液晶表
示装置を用いたことを特徴とする投写ユニット。
【請求項７】請求項１に記載の投写ユニットにおい
て、前記カプラの液体注入口及び液圧調整部が設けられ
た周壁の外側に、当該カプラから漏出した前記光学的透
明液体が外部に飛散するのを防止するための外壁を、全
周にわたって張り出したことを特徴とする投写ユニッ
ト。
【請求項８】請求項１に記載の投写ユニットにおい
て、前記レンズ固定部材に、前記レンズ鏡筒を係合して
前記カプラ側に押圧する複数の係止部を設けたことを特
徴とする投写ユニット。
【請求項９】請求項１に記載の投写ユニットにおい
て、前記カプラの液体注入口及び液圧調整部が設けられ
た周壁の外側に、当該カプラから漏出した前記光学的透
明液体が外部に飛散するのを防止するための外壁を全周
にわたって張り出すと共に、前記レンズ固定部材に、前
記レンズ鏡筒を係合して前記カプラ側に押圧する複数の
係止部を設けたことを特徴とする投写ユニット。
【請求項１０】請求項１、請求項７、請求項８、請求
項９のいずれかに記載の投写ユニットにおいて、前記光
遮蔽部を、前記レンズ素子の鍔部に密着可能な弾性体又
は柔軟材にて形成したことを特徴とする投写ユニット。
【請求項１１】請求項１、請求項２、請求項３、請求
項７、請求項８、請求項９のいずれかに記載の投写ユニ
ットを、１ないし複数個用いたことを特徴とする投写型
表示装置。