JP3598760B2 - Projection display device - Google Patents

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JP3598760B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源ランプユニットから出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写レンズユニットにより投写面上に拡大投写する光学ユニットと、この光学ユニットに電力を供給する電源ユニットとを備えた投写型表示装置に関する。
【0002】
【背景技術】
従来より、光源ランプユニットから出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写レンズユニットにより投写面上に拡大投写する光学ユニットと、この光学ユニットに電力を供給する電源ユニットと、前記光学ユニットおよび前記電源ユニットを一体収納する外装ケースと、光学ユニットを制御するための複数の回路基板とを備えた投写型表示装置が知られている。
【0003】
投写型表示装置の光学ユニットは、上述した光源ランプユニットおよび投写レンズユニットの他、光束を3原色の光束に分離する色分離光学系と、分離された光束のそれぞれを画像情報に基づいて変調光束として出射する変調系と、各々の変調光束を合成して投写レンズユニットに出射する色合成光学系とを備えている。
【0004】
この光学ユニットの色分離光学系および変調系は、光源ランプユニットとともに所定の光路が確保されたライトガイド内に収納配置されている。このライトガイドは、上下に分割されたものであり、色分離光学系等の光学素子を上下から挟持するようになっている。
【0005】
また、光学ユニットの色合成光学系および投写レンズユニットは、垂直壁およびこの垂直壁の下端から水平方向に延びる底壁を備えたヘッド板に搭載されている。具体的には、投写レンズユニットの基端側が垂直壁に固定されるとともに、色合成光学系が底壁上に配置され、これらの投写レンズユニットおよび色合成光学系は、垂直壁を介して光軸を合わせた状態で一体化されている。
【0006】
このようなヘッド板は、その垂直壁の下端部を下ライトガイドにねじ止めすることによりライトガイドに固定され、ライトガイド内の変調系からヘッド板上の色合成光学系に変調光束が入射するようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような投写型表示装置では、ヘッド板は、その垂直壁の下端部でライトガイドに結合されているので、この結合部分と投写レンズユニットの重心との距離が長く、投写レンズユニットの荷重によって垂直壁が撓んで、色合成光学系および投写レンズユニットの光軸がずれるおそれがあった。また、外乱、衝撃により投写レンズユニットが固定される部分に生じるモーメントは、ヘッド板の底壁および垂直壁の付根部に曲げ応力を生じさせるので、これにも対応しなければならなかった。このため、垂直壁は、多数のリブを設けたりすることで補強しなければならず、ヘッド板の構造が複雑化するという問題があった。
【0008】
本発明の目的は、ヘッド板の構造を簡略化できる投写型表示装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源ランプユニットから出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写レンズユニットにより投写面上に拡大投写する光学ユニットと、この光学ユニットに電力を供給する電源ユニットと、前記光源ランプユニット、前記光学ユニットおよび前記電源ユニットを収納する外装ケースとを備えた投写型表示装置であって、前記光学ユニットは、前記光束を複数色の光束に分離する色分離光学系と、分離された前記光束のそれぞれを前記画像情報に基づいて変調して変調光束として出射する変調系と、各々の前記変調光束を合成して前記投写レンズユニットに出射する色合成光学系とを備え、前記投写レンズユニットおよび前記色合成光学系は、ヘッド板に搭載され、前記外装ケース内には、前記ヘッド板を支持する支持部が設けられ、前記ヘッド板は、前記投写レンズユニットの基端側が固定される垂直壁と、この垂直壁の下端部から水平方向に延びて前記色合成光学系を支持する底壁と、前記外装ケース内に設けられた前記支持部に支持される被支持部とを備え、前記被支持部は、前記垂直壁に設けられ、かつ、この垂直壁のうち前記投写レンズユニットの外形の上端の高さ位置から下端の高さ位置までの高さ範囲内に設けられていることを特徴とする。
【0011】
ここで、投写レンズユニットの外形の上端の高さ位置から下端の高さ位置までの高さ範囲内とは、投写レンズユニットの上端および下端の各高さ位置と同じ高さ位置を含む。
【0012】
本発明では、被支持部は、垂直壁における投写レンズユニットの外形の高さ範囲内の高さ位置に設けられているので、投写レンズユニットの重心に応じて生じる曲げモーメントにより、ヘッド板の垂直壁の付根部(下端部)に生じる曲げ応力を、外装ケースの支持部に効率よく分散・吸収させることができるから、曲げ応力の緩和を図ることができ、垂直壁の撓みを確実に防止できる。従って、垂直壁に複雑な補強構造を設けなくてもよくなるので、ヘッド板の構造を簡素化できるうえ、垂直壁を介して投写レンズユニットおよび色合成光学系を正確に位置決めできるから、光軸のずれを確実に防止できる。
【0013】
なお、投写レンズユニットの外形が垂直壁と略同程度以上の大きさの場合、被支持部は、垂直壁全体の高さを1としたときに、当該垂直壁の下端から4分の1以上の高さ位置に設けることが好ましく、より好ましくは、3分の1以上3分の2以下の高さ範囲内である。
【0014】
さらに、前記被支持部は、前記垂直壁のうち、前記投写レンズユニットの光軸と略同じ高さ位置に設けられていることが望ましい。
【0015】
このような位置に被支持部を設けると、投写レンズユニットの重心の高さと被支持部の高さとをほぼ同等、もしくは、被支持部を重心よりも高くできるので、投写レンズユニットの荷重をより効率よく分散できるから、垂直壁の構造の一層の簡素化を実現できる。
【0016】
以上において、前記被支持部は、前記底壁と平行に前記垂直壁から突出して前記支持部に支持固定される固定面からなり、前記垂直壁には、この固定面と直交する補強リブが立設されていることが望ましい。
【0017】
このように被支持部を垂直壁に突設した固定面により構成すれば、被支持部を垂直壁を補強するため補強リブに兼用できる。また、この固定面と直交する補強リブを設けることで、簡単な構造で垂直壁の剛性を一層高めることができる。
【0018】
さらに、前記ヘッド板は、マグネシウム成形品からなることが好ましく、これによると、比重を小さくできるので、装置の軽量化を実現できるうえ、優れた成形性を確保できる。さらに、マグネシウムは、薄肉成形が可能な利点を最大限活かして、軽量化を図りながら耐衝撃性の信頼性を向上させることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の一形態である投写型表示装置を説明する。
【0020】
1.装置の全体構成
図1(A)、(B)には、第1実施形態に係る投写型表示装置1の正面図、背面図が示され、図2(A)、(B)には、投写型表示装置1の上面図、底面図が示されている。
【0021】
前記投写型表示装置1は、略直方体形状を有し、内部に後述する光学ユニット10が収納される外装ケース2と、図1(A)から判るように、この外装ケース2の正面に突出して設けられる投写レンズユニット6とを含んで形成される。
【0022】
外装ケース2は、この投写レンズユニット6の略中央部分で上下に分割され、投写型表示装置1の上面部分を覆うアッパーケース3と、底面部分を覆うロアーケース4と、図1(B)に示す投写型表示装置1の背面部分を覆うリアケース5とから構成されている。
【0023】
2.外装ケースの構造
アッパーケース3は、長方形の上壁3aと、その後側を除く三方の辺からほぼ垂直に下方に延びている左右の側壁3b、3cと、前壁3dとから構成されている。
【0024】
アッパーケース3の上壁3aの前方側の左右の端には、図2(A)に示すように、多数の連通孔25R、25Lが形成され、これらの連通孔25R、25Lに対応する装置内部の部分には、内蔵スピーカ(図示略)が設けられている。また、上壁3aの略中央部分には、投写型表示装置1の画質、ピント等を調整するための操作スイッチ26が設けられている。
【0025】
尚、図1(A)から判るように、装置の前面には、操作スイッチ26と同様の機能を有するリモコンを受光する受光板351が設けられ、当該投写型表示装置1を遠隔操作することが可能となっている。
【0026】
ロアーケース4は、長方形の底壁4aと、その後側を除く三方の辺からほぼ垂直に起立している左右の側壁4b、4cおよび前壁4dから形成されている。
【0027】
底壁4aには、図2(B)に示すように、内部に収納される光源ランプユニット8(後述)を交換するためのランプ交換蓋27と、装置内部を冷却するための空気取り入れ口240が形成されたエアーフィルタカバー23が設けられている。
【0028】
尚、ランプ交換蓋27には、多数の吸気孔271が形成されていて、空気取り入れ口240からのみならず、この吸気孔271からも装置内部に冷却用空気が供給される。
【0029】
また、底壁4aには、図1および図2(B)に示すように、その後端の左右の角部に後端フット31R、31Lが設けられ、前端の投写レンズユニット6に対応する位置には、高さ調整用の前端フット31Cが設けられ、これらは底壁4aの下面側に突出している。
【0030】
尚、後端フット31Rには、回転により突出量を調整することのできる調整機構が設けられ、これにより、投写画面の水平方向の調整ができるとともに、前端フット31Cには、図1(A)および図2(A)に示されるフットボタン310によって投写画面の上下方向の調整ができる調整機構が設けられている。
【0031】
このようなロアーケース4の内部には、図3に示すように、電源ケーブルシールド板243が設けられ、この電源ケーブルシールド板243は、AC入力ラインを覆う配線挿通部244を備えている。
【0032】
電源ケーブルシールド板243は、AC入力ラインから発生するノイズを遮断するために設けられ、加えて、後述する電源ユニット7のアースのバスラインを兼ねている。
【0033】
また、前述した空気取り入れ口240は、スポンジ状のエアフィルタ241で覆われている。よって、空気取り入れ口240からの塵等の侵入を防ぐことができる。また、空気取り入れ口240の周囲部分には、発泡ウレタン製のクッション材242が配置され、空気取り入れ口240の周囲部分からの塵等の侵入も防ぐことができるようになっている。
【0034】
図2から判るように、アッパーケース3の前壁3dおよびロアーケース4の前壁4dは、中央部分が僅かに前方に凸状態に湾曲しており、この部分には環状リム32が周囲に形成された円形の開口33が形成され、この開口33から上述した投写レンズユニット6の前端側の部分が突出している。
【0035】
この投写レンズユニット6の先端部分は、底壁4aに沿って延出して設けられるガード部42によって支持される。このガード部42は、投写レンズユニット6の先端部分をフード状に覆う肉厚のリムである。このガード部42に手を添えることにより、投写レンズユニット6に負担を掛けることなく、装置前端側を持ち上げることができる。
【0036】
リアケース5は、アッパーケース3およびロアーケース4のインロー部分を外側から案内、保持する構造を基本としている。
【0037】
尚、図1(B)では図示を略したが、リアケース5は、その上端がアッパーケース3の内側端縁に沿って形成される3箇所のフック部分に係合されるとともに、下端がロアーケース4の内側からねじ固定されることによって保持されている。
【0038】
リアケース5の後壁5dには、図1(B)からわかるように、左側に外部電力供給用のACインレット51や各種の入出力端子群50が配置され、また、その右側には、張り出し部分501が形成されている。張り出し部分501には、装置内部の空気を排出する排気口160が設けられる。
【0039】
このように、リアケース5の後壁5dに信号ケーブル等のコードが接続されるACインレット51や入出力端子群50が配置されているので、利用者が通常、位置する装置側面部に信号ケーブル等が接続されることがなく、使い勝手がよい。
【0040】
3.装置の内部構造
図4には、投写型表示装置1の内部構造が示されている。上述した外装ケース2の内部には、画像情報を拡大投写する光学ユニット10と、この光学ユニット10の側方に配置され、当該光学ユニット10に電力を供給する電源ユニット7とが一体収納されている。
【0041】
また、光学ユニット10の光源ランプユニット8に隣接する部分には、装置内部の空気を排出する排気ファン16と排気口160とが設けられている。
【0042】
3−1.光学ユニットの構造
光学ユニット10は、光源ランプをランプハウジング内に収納した光源ランプユニット8と、この光源ランプユニット8から出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成する光学レンズユニット9と、光学レンズユニット9によって形成された光学像を合成するプリズムユニット910と、合成された光学像を投写面上に拡大投写する投写レンズユニット6とを含んで構成される。
【0043】
光源ランプユニット8および光学レンズユニット9は、図4から判るように、外装ケース2の内部に設けられて平面略L字状の光路が確保されたライトガイド100に収納される。プリズムユニット910は、ライトガイド100の切り欠き部分9001、9002(図6参照)に配置され、投写レンズユニット6はこのライトガイド100の側面から突出して設けられている。
【0044】
図4から判るように、光源ランプユニット8から投写レンズユニット6に至る光路は全体として略L字状になっている。従って、ライトガイド100の平面形状は、これに対応して、略L字形となっている。ライトガイド100は、外装ケース2の内部空間の後側半分以上を占有している。なお、光源ランプユニット8は、図3に示す光源ランプユニット収納部800の位置に交換可能な状態で収納される。
【0045】
3−2.電源ユニットの構造
一方、電源ユニット7は、図4(A)から判るように、投写レンズユニット6と外装ケース2に収納されたライトガイド100の占有部分以外の部分、すなわち電源ユニット収納部700に収納されている。そして、光源ランプユニット8の近傍を基端として外装ケース2の側壁2cに沿って前方に延びる本体部分71と、この本体部分71の前方端部で屈曲し、投写レンズユニット6に臨む延設部分72とを備えた平面L字形を有している。
【0046】
電源ユニット7の一方の端部となる延設部分72の端部側面には、吸気用開口75が形成されているとともに、他方の端部となる本体部分71の端部側面には、排気用開口77が形成されている。
【0047】
尚、外装ケース2に形成される空気取り入れ口240は、プリズムユニット910の下方に位置するので、吸気用開口75は空気取り入れ口240の近傍でありかつ投写レンズユニット6の近傍に配置されることとなる。
【0048】
また、この電源ユニット7内には、図4では図示を略したが、一次側アクティブフィルターと、パワーサプライと、バラストとが収納されている。
【0049】
そして、一次側アクティブフィルターは発信用FETを備え、パワーサプライは整流用ダイオードブリッジ、D/Dコンバータ用発振トランジスター、D/Dコンバータ用3端子レギュレーターを備え、バラストはチョッパー回路用ドライブFET、チョッパー回路用逆流防止用ダイオードを備え、これらの各素子が回路基板上に搭載されている。
【0050】
このような各素子は発熱するため、素子自体の温度上昇を防止するためにヒートシンクが固定されていて、前記吸気用開口75に設けられる吸気ファン17によってヒートシンクを強制的に冷却する構造となっている。
【0051】
このように、光学ユニット10が平面L字形状であることを逆に利用して、電源ユニット7も平面L字形状とすると、ライトガイド100、投写レンズユニット6ならびに外装ケース2によって区画された領域が無駄にならない。すなわち、光学ユニット10と電源ユニット7とを狭い領域内に効率よく配置することができるので、投写型表示装置1の小型化を図ることができる。
【0052】
尚、シールド構造に関して付記すると、図4では図示を略したが、電源ユニット7から光源ランプユニット8への入力線は、コネクタを介して光源ランプユニット8と接続されている。
【0053】
また、このような入力線等は、ライトガイド100を覆うシールド板によってシールドされ、ランプノイズが生じないようになっている。
【0054】
4.光学系
図4(B)を参照して、光学ユニット10に組み込まれている光学系について説明する。
【0055】
本実施形態の光学系は、光源ランプユニット8と、3つのライトバルブ925R、925G、925Bを照明する光の面内照度分布を均一化する照明光学系923と、この照明光学系923から出射される光束を、赤、緑、青の各色光束R、G、Bに分離する色分離光学系924と、各色光束を変調する変調系を構成する3つのライトバルブ925R、925G、925Bと、変調された色光束を再合成する色合成光学系としてのプリズムユニット910と、合成された光束をスクリーン上に拡大投写する投写レンズユニット6とから構成される。
【0056】
4−1.照明光学系
照明光学系923は、微小レンズの集合体を備えかつこの微小レンズによって光源ランプユニット8から出射された光を複数の部分光束に分割するインテグレータレンズ921、922と、偏光方向がランダムな光の集合体である部分光束をそれぞれ同じ偏光方向の光に変換する偏光変換素子920と、同じ偏光方向の光に変換された部分光束のそれぞれをライトバルブ925R、925G、925Bの面に重畳させる重畳レンズ930とを含んで構成される。
【0057】
ここで、偏光変換素子920は、図5に示すように、偏光ビームスプリッタアレイ9201と、選択位相差板9202とを備え、偏光ビームスプリッタアレイ9201は、それぞれ断面が平行四辺形の柱状の複数の透光性板材9203が、貼り合わされた形状を有している。
【0058】
透光性板材9203の界面には、偏光分離膜9204と反射膜9205とが交互に形成されている。
【0059】
尚、この偏光ビームスプリッタアレイ9201は、偏光分離膜9204と反射膜9205が交互に配置されるように、これらの膜が形成された複数枚の板ガラスを貼り合わせて、所定の角度で斜めに切断することによって作製される。
【0060】
そして、インテグレータレンズ921、922によって分割された部分光束は、それぞれ偏光分離膜9204によってP偏光光とS偏光光とに分離され、P偏光光は、選択位相差板9202に選択的に形成されるλ/2位相差層9206によってS偏光光に変換されて出射される。
【0061】
一方、S偏光光は、偏光分離膜9204によって90°曲折され、さらに反射膜9205によってそのまま出射される。
【0062】
このようにしてS偏光光に揃えられた光束は、図4(B)に示されるように、ライトガイド100の角部に配置される反射ミラー931で平面90°に曲折されて色分離光学系924に送られる。
【0063】
このように、照明光学系923が偏光変換素子920を備えているので、P偏光およびS偏光が混在しているランダム偏光をそのまま利用する場合に比べて光の利用効率が増し、しかも後述するダイクロイックミラー941、942での色分離性が改善される。また、S偏光はP偏光に比べて反射率が良いので、光量損失等を抑制することができるという利点もある。
【0064】
4−2.色分離光学系および変調系
色分離光学系924は、図4(B)に示すように、赤緑反射ダイクロイックミラー941と、緑反射ダイクロイックミラー942と、反射ミラー943とから構成される。
【0065】
照明光学系923から出射された光束に含まれる青色光束Bは、赤緑反射ダイクロイックミラー941を通過して、後方の反射ミラー943で直角に反射されて、青色光束の出射部からプリズムユニット910の側に出射される。
【0066】
赤および緑の光束R、Gは、ミラー941で反射され、緑反射ダイクロイックミラー942において、緑色光束Gのみが直角に反射されて、緑色光束の出射部から色合成光学系の側に出射される。
【0067】
このミラー942を通過した赤色光束Rは、赤色光束の出射部から導光系927の側に出射される。
【0068】
色分離光学系924の赤色光束R、緑色光束Gの出射部の出射側には、それぞれ集光レンズ951、952が配置され、各出射部から出射した光束は、これらの集光レンズ951、952によって平行化される。
【0069】
このように平行化された青色および緑色の光束B、Gは、ライトバルブ925B、925Gに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。
【0070】
すなわち、これらのライトバルブ925B、925Gは、不図示の駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御され、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。
【0071】
このような駆動手段は公知の手段をそのまま使用することができる。
【0072】
一方、赤色光束Rは、導光系927を介して対応するライトバルブ925Rに導かれて、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。
【0073】
導光系927は、入射側レンズ974と、入射側反射ミラー971と、出射側反射ミラー972と、これらの間に配置した中間レンズ973と、ライトバルブ925Bの手前側に配置した集光レンズ953とで構成されている。
【0074】
光源ランプユニット8から各ライトバルブ925R、925G、925Bまでの光路の長さは、赤色光束Rの場合が最も長く、従って、光の拡散による損失は、赤色光の場合が最も多くなる。しかしながら、このような導光系927を配置することにより、赤色光の損失をある程度抑制することが可能となる。
【0075】
なお、本実施形態におけるライトバルブ925R、925G、925Bは、一対の偏光板と、その間に配置された液晶パネルとからなる液晶ライトバルブである。
【0076】
4−3.色合成光学系
次に、各ライトバルブ925R、925G、925Bを通って変調された各色光束は、色合成光学系を構成するプリズムユニット910に入射され、ここで再合成される。
【0077】
そして、ここで再合成によって形成されたカラー映像は、投写レンズユニット6を介して、所定の位置にあるスクリーン上に拡大投写される。
【0078】
このように本形態では、光源ランプユニット8から出射された光束は、ライトガイド100内で反射ミラー931によって反射され、ライトガイド100のL字形の平面形状に沿う大回りのL字形の光路を進行して色分離光学系924およびプリズムユニット910に到達する。
【0079】
従って、各光学系部品が狭い領域内に配置されながらも、光路を最大限長く設定してある。それ故、F値の小さなレンズを用いながら、かつ、インテグレータレンズ921、922や偏光変換素子920の配置位置を十分に確保しながら、光源ランプユニット8から出射された光束を平行光束としてライトバルブ925R、925G、925Bに到達させることができる。
【0080】
また、インテグレータレンズ921、922の配置位置を十分広く確保できる分、その分割数を増やすことができる。
【0081】
したがって、インテグレータレンズ921、922を光学的に無理のない状態に配置することができ、結果的には小型化を図ることができる。加えて、インテグレータレンズ921、922を同じサイズにすることにより、より一層テレセントリックな照明光を得ることができるので、前記偏光変換素子920の偏光分離膜9204上に形成される各部分光束の集光像を小さくすることができ、また、それぞれの集光像の大きさのばらつきを抑えることができるので、照明光の利用効率を高めることができる。
【0082】
5.ライトガイドの構造
上記の光学系のうち、光源ランプユニット8と、色合成手段を構成するプリズムユニット910と、投写レンズユニット6以外の光学素子の全てが、図6に示す形状のライトガイド100内に収納配置されている。このライトガイド100は、上ライトガイド902と下ライトガイド901とから構成され、上下のライトガイド901、902の間に前記光学素子が上下から挟まれて保持されている。光源ランプユニット8は、下ライトガイド901に形成された光源ランプユニット収納部800に収納される。
【0083】
上ライトガイド902および下ライトガイド901は、後述するヘッド板903を介してプリズムユニット910および投写レンズユニット6と一体化され、固定ねじによりロアーケース4に固定される。このため、下ライトガイド901の下面および上ライトガイド902の上面には、プリズムユニット910とヘッド板903とを組み込むために、矩形の切り欠き9001、9002が形成されている。
【0084】
また、光源ランプユニット収納部800の近傍に位置する下ライトガイド901の仕切り壁9003には、光源ランプユニット8を冷却するために、開口部9004が形成されている。
【0085】
さらに、光学ユニット10の照明光学系923が収納される領域900の側面および底面部分にも、光源ランプユニット8を冷却するために、開口部907、908が形成されている。
【0086】
そして、上ライトガイド902の上部には、開口部9021が形成されるとともに、この開口部9021と上述した開口部9004とは、ダクト9028によって連絡されている。
【0087】
6.ヘッド板の構造
プリズムユニット910は、図7および図8に示すマグネシウムのダイキャスト板である薄手のヘッド板903の表面側(図7に向かって手前側)に固定ねじによって固定される。
【0088】
ヘッド板903は、装置の幅方向に向けて垂直な姿勢で延びる垂直壁91と、この垂直壁91の下端から水平に延びてプリズムユニット910を支持する底壁92とから基本的に構成されている。
【0089】
垂直壁91の中央部分には、プリズムユニット910からの出射光が通過するための矩形の開口91bが形成されている。この垂直壁91には投写レンズユニット6の基端側を固定するためのねじ孔91dが4か所に形成され、位置決め用のダボ91eが2か所に形成されている。
【0090】
底壁92のプリズムユニット910の取付位置に対応する部分には、底壁下面に連通する連通孔91gが3箇所形成され、この連通孔91g上にプリズムユニット910の取り付け部分91hが形成されている。
【0091】
この取り付け部分91hには、ねじ孔91cが形成され、このねじ孔91cを利用して、プリズムユニット910がヘッド板903に対してねじ固定される。
【0092】
垂直壁91のうち開口91bの両側の部分には、それぞれ、ヘッド板903をロアーケース4の内面側に設けられた一対の支持部としての支柱40(図3参照)に結合するための被支持部である固定面93が設けられている。これらの固定面93は、底壁92と平行に垂直壁91に突設され、ロアーケース4の支柱40の受け面41に支持固定される。また、固定面93には、それぞれ孔93bとねじ孔93cとが設けられており、支持部40の受け面41は、それぞれボス41bとねじ孔41cとが設けられている。そして、固定面93に設けられた孔93bにボス41bを係合させ、さらにねじ孔93cとねじ孔41cとにねじを挿入することにより、固定面93と支持部40とが固定される。なお、固定面93と支持部40とは必ずしも固定する必要はないが、このようにねじ固定することにより、外部からの衝撃等によって光学系の光軸がずれるといった問題を解消することが可能である。
【0093】
また、垂直壁91には、これらの固定面93と直交する面状の補強リブ93aが立設され、この補強リブ93aは固定面93と一体的に形成されている。
【0094】
固定面93は、図9に示すように、垂直壁91のうち、投写レンズユニット6の外形の上端の高さ位置から下端の高さ位置までの高さ範囲H内に設けられている。具体的には、固定面93は、垂直壁91のうち、投写レンズユニット6の光軸6Aと略同じ高さ位置に設けられている。換言すると、固定面93の高さ位置は、垂直壁91全体の高さを1としたときに、当該垂直壁91の下端から3分の1以上3分の2以下の高さ範囲内とされている。なお、固定面93の高さ位置は、より好ましくは、垂直壁91の下端から3分の2以上の位置である。
【0095】
7.実施形態の効果
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
【0096】
すなわち、ヘッド板903の固定面93は、垂直壁91における投写レンズユニット6の外形の高さ範囲H内の領域に設けられているので、投写レンズユニット6の重心高さと固定面93の高さとをほぼ同等、もしくは固定面93を高くできるから、投写レンズユニット6により垂直壁91の根元に生じる曲げ応力を効率よく緩和でき、垂直壁91の撓み、もしくは破壊を確実に防止できる。
【0097】
従って、垂直壁91に複雑な補強構造を設けなくても良くなるので、ヘッド板903の構造を簡素化できるうえ、撓みのない垂直壁91を介して投写レンズユニット6およびプリズムユニット910を正確に位置決めできるから、光軸のずれを確実に防止できる。
【0098】
また、垂直壁91のうち、投写レンズユニット6の光軸6Aと略同じ高さ位置に設けられた固定面93は、当該垂直壁91に突設されているため、垂直壁91を補強するため補強リブに兼用できる。また、垂直壁91には、この固定面93と直交する補強リブ93aが立設されているので、この補強リブ93aおよび固定面93により、垂直壁91の剛性を簡単な構造で一層高めることができる。そして、優れた剛性を有する垂直壁91を挟み、プリズムユニット910および投写レンズユニット6が互いに位置合わせした状態で固定されるので、衝撃力等が作用しても、相互の位置ずれ、つまり、光軸のずれが発生するおそれは極めて少ないという利点がある。
【0099】
さらに、ヘッド板903は、マグネシウム成形品からなるため、比重を小さくできるから、ヘッド板903の軽量化、すなわち、装置1の軽量化を実現できるうえ、優れた成形性を確保できる。また、マグネシウム成形品は、放熱性に優れていることから、このマグネシウム成形品からなるヘッド板903にプリズムユニット910を搭載してライトガイド901、902に支持させることで、発熱しやすいプリズムユニット910が高温になるのを防止できる。
【0100】
尚、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、次に示すような変形をも含むものである。
【0101】
すなわち、前記実施形態では、被支持部を、垂直壁91から底壁92と平行に突出した固定面93により構成したが、これに限定されず、例えば、被支持部を、垂直壁の幅方向端部から当該垂直壁と平行に延設して、ロアーケースに対して水平方向にねじ固定するようにしてもよく、或いは、被支持部を垂直壁の一部とし、垂直壁を直接ロアーケースにねじ固定するようにしてもよい。要するに、ロアーケースに結合される被支持部の高さ位置が、投写レンズユニットの外形の上端から下端までの高さ範囲内であれば、被支持部の形状等は任意である。
【0102】
【発明の効果】
前述のような本発明によれば、光源ランプユニット、色分離光学系および変調系が、所定の光路が確保されたライトガイド内に収納配置され、ヘッド板の垂直壁を介して投写レンズユニットおよび色合成光学系が一体化された投写型表示装置において、ヘッド板をライトガイドに結合するための被支持部を、垂直壁における投写レンズユニットの外形の上端から下端までの高さ範囲内の領域に設けることで、投写レンズユニットの重心高さと被支持部の高さとをほぼ同等、もしくは固定部を高くできるので、投写レンズユニットの荷重をライトガイドに効率よく分散できるから、垂直壁の撓みを確実に防止できる。従って、垂直壁に複雑な補強構造を設けなくても良くなるので、ヘッド板の構造を簡素化できるうえ、垂直壁を介して投写レンズユニットおよび色合成光学系を正確に位置決めできるから、光軸のずれを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る投写型表示装置を表す正面図および背面図である。
【図2】前述の実施形態における上面図および底面図である。
【図3】前述の実施形態における外装ケースのロアーケース部分の内部構造を表す概要斜視図である。
【図4】前述の実施形態における光学ユニットおよび電源ユニットの配置および光学ユニットの構造を表す水平断面図である。
【図5】前述の実施形態における照明光学系を構成する偏光変換素子の構造を表す水平断面図および概要斜視図である。
【図6】前述の実施形態における光学ユニットを収納するライトガイドの構造を表す概要斜視図である。
【図7】前述の実施形態における色合成光学系となるプリズムユニットを支持するヘッド板の構造を表す概要斜視図である。
【図8】前述の実施形態におけるヘッド板を示す斜視図である。
【図9】前述の実施形態におけるヘッド板の被支持部の高さ位置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 投写型表示装置
6 投写レンズユニット
7 電源ユニット
8 光源ランプユニット
10 光学ユニット
91 垂直壁
92 底壁
93 固定面(被支持部)
93a 補強リブ
100 ライトガイド
901 下ライトガイド
902 上ライトガイド
903 ヘッド板
910 色合成光学系(プリズムユニット)
923 照明光学系
924 色分離光学系
925R、925G、925B 変調系(ライトバルブ)
R 赤色光束
G 緑色光束
B 青色光束
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an optical unit that optically processes a light beam emitted from a light source lamp unit to form an optical image corresponding to image information, and enlarges and projects the optical image on a projection surface by a projection lens unit. The present invention relates to a projection display device including a power supply unit that supplies power to an optical unit.
[0002]
[Background Art]
Conventionally, an optical unit that optically processes a light beam emitted from a light source lamp unit to form an optical image corresponding to image information, and enlarges and projects the optical image on a projection surface by a projection lens unit; 2. Description of the Related Art There is known a projection display apparatus including a power supply unit that supplies power to a unit, an outer case that integrally houses the optical unit and the power supply unit, and a plurality of circuit boards for controlling the optical unit.
[0003]
The optical unit of the projection display device includes, in addition to the light source lamp unit and the projection lens unit described above, a color separation optical system that separates a light beam into light beams of three primary colors, and a modulated light beam that modulates each of the separated light beams based on image information. And a color combining optical system that combines the modulated light beams and emits the combined light beam to the projection lens unit.
[0004]
The color separation optical system and the modulation system of the optical unit are housed and arranged together with the light source lamp unit in a light guide having a predetermined optical path. This light guide is divided into upper and lower parts, and is configured to sandwich an optical element such as a color separation optical system from above and below.
[0005]
The color combining optical system and the projection lens unit of the optical unit are mounted on a head plate having a vertical wall and a bottom wall extending horizontally from the lower end of the vertical wall. Specifically, the base end side of the projection lens unit is fixed to the vertical wall, and the color combining optical system is arranged on the bottom wall. The projection lens unit and the color combining optical system emit light through the vertical wall. They are integrated with their axes aligned.
[0006]
Such a head plate is fixed to the light guide by screwing the lower end of the vertical wall to the lower light guide, and the modulated light flux enters the color combining optical system on the head plate from the modulation system in the light guide. It has become.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a projection display device, since the head plate is connected to the light guide at the lower end of the vertical wall, the distance between the connection portion and the center of gravity of the projection lens unit is long, and the head plate of the projection lens unit is The vertical wall may be bent by the load, and the optical axes of the color combining optical system and the projection lens unit may be shifted. In addition, a moment generated in a portion where the projection lens unit is fixed due to disturbance or impact causes a bending stress at a bottom portion of the head plate and a root portion of the vertical wall. For this reason, the vertical wall must be reinforced by providing a large number of ribs, and there has been a problem that the structure of the head plate is complicated.
[0008]
An object of the present invention is to provide a projection display device that can simplify the structure of a head plate.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an optical unit that optically processes a light beam emitted from a light source lamp unit to form an optical image corresponding to image information, and enlarges and projects the optical image on a projection surface by a projection lens unit. A projection display apparatus comprising: a power supply unit that supplies power to an optical unit; and an outer case that houses the light source lamp unit, the optical unit, and the power supply unit, wherein the optical unit converts the light flux into a plurality of colors. A color separation optical system that separates the separated light beams, a modulation system that modulates each of the separated light beams based on the image information and emits the modulated light beams, and the projection lens unit that combines the respective modulated light beams. A projection lens unit and the color synthesis optical system are mounted on a head plate, and inside the outer case. A support portion for supporting the head plate is provided, and the head plate is provided with a vertical wall to which a base end side of the projection lens unit is fixed, and extends horizontally from a lower end portion of the vertical wall to form the color combining optical system. A bottom wall for supporting, and a supported part supported by the support part provided in the outer case. The supported portion is provided on the vertical wall, and is provided within a height range of the vertical wall from the height position at the upper end to the height position at the lower end of the outer shape of the projection lens unit. It is characterized by the following.
[0011]
Here, within the height range from the height position of the upper end to the height position of the lower end of the outer shape of the projection lens unit includes the same height position as the height positions of the upper end and the lower end of the projection lens unit.
[0012]
In the present invention, the supported portion is provided at a height position within the height range of the outer shape of the projection lens unit on the vertical wall, so that the bending moment generated according to the center of gravity of the projection lens unit causes the vertical movement of the head plate. Since the bending stress generated at the base (lower end) of the wall can be efficiently dispersed and absorbed by the support portion of the outer case, the bending stress can be reduced, and the vertical wall can be prevented from being flexed reliably. . Therefore, it is not necessary to provide a complicated reinforcing structure on the vertical wall, so that the structure of the head plate can be simplified, and the projection lens unit and the color synthesizing optical system can be accurately positioned through the vertical wall. Displacement can be reliably prevented.
[0013]
When the outer shape of the projection lens unit is substantially equal to or larger than that of the vertical wall, the supported portion is, when the height of the entire vertical wall is set to 1, at least one-fourth from the lower end of the vertical wall. Is preferably provided at a height position, more preferably within a height range of not less than one third and not more than two thirds.
[0014]
Further, it is preferable that the supported portion is provided at a position on the vertical wall substantially at the same height as an optical axis of the projection lens unit.
[0015]
When the supported portion is provided at such a position, the height of the center of gravity of the projection lens unit and the height of the supported portion can be substantially equal, or the supported portion can be higher than the center of gravity. Since the dispersion can be performed efficiently, the structure of the vertical wall can be further simplified.
[0016]
In the above, the supported portion includes a fixing surface that protrudes from the vertical wall in parallel with the bottom wall and is supported and fixed to the support portion, and a reinforcing rib perpendicular to the fixing surface stands on the vertical wall. It is desirable that it is installed.
[0017]
If the supported portion is constituted by the fixing surface protruding from the vertical wall as described above, the supported portion can be used also as a reinforcing rib for reinforcing the vertical wall. Further, by providing the reinforcing ribs orthogonal to the fixing surface, the rigidity of the vertical wall can be further increased with a simple structure.
[0018]
Further, the head plate is preferably made of a magnesium molded product. According to this, the specific gravity can be reduced, so that the weight of the device can be reduced and excellent moldability can be ensured. Further, magnesium can improve the reliability of impact resistance while reducing the weight by making the most of the advantage that thin-wall molding can be performed.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a projection display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
1. Overall configuration of the device
1A and 1B show a front view and a rear view of a projection display device 1 according to a first embodiment, and FIGS. 2A and 2B show a projection display device 1. A top view and a bottom view are shown.
[0021]
The projection display device 1 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has an outer case 2 in which an optical unit 10 described later is accommodated, and as shown in FIG. The projection lens unit 6 is provided.
[0022]
The outer case 2 is divided into upper and lower portions substantially at the center of the projection lens unit 6, and includes an upper case 3 that covers an upper surface portion of the projection display device 1, a lower case 4 that covers a lower surface portion, and FIG. And a rear case 5 that covers the rear surface of the projection display device 1 shown in FIG.
[0023]
2. Exterior case structure
The upper case 3 includes a rectangular upper wall 3a, left and right side walls 3b and 3c extending substantially vertically downward from three sides excluding the rear side, and a front wall 3d.
[0024]
As shown in FIG. 2A, a large number of communication holes 25R, 25L are formed at the left and right ends on the front side of the upper wall 3a of the upper case 3, and the inside of the device corresponding to these communication holes 25R, 25L. Is provided with a built-in speaker (not shown). An operation switch 26 for adjusting image quality, focus, and the like of the projection display device 1 is provided at a substantially central portion of the upper wall 3a.
[0025]
As can be seen from FIG. 1A, a light receiving plate 351 for receiving a remote control having the same function as the operation switch 26 is provided on the front surface of the apparatus, and the projection display apparatus 1 can be remotely operated. It is possible.
[0026]
The lower case 4 is formed of a rectangular bottom wall 4a, left and right side walls 4b, 4c and a front wall 4d which stand substantially vertically from three sides excluding the rear side.
[0027]
As shown in FIG. 2B, the bottom wall 4a has a lamp replacement lid 27 for replacing a light source lamp unit 8 (described later) housed therein, and an air intake 240 for cooling the inside of the apparatus. The air filter cover 23 provided with is formed.
[0028]
The lamp replacement lid 27 is formed with a large number of air intake holes 271, and cooling air is supplied to the inside of the apparatus not only from the air intake 240 but also from the air intake holes 271.
[0029]
As shown in FIGS. 1 and 2B, the bottom wall 4a is provided with rear end feet 31R and 31L at the left and right corners at the rear end, respectively, at positions corresponding to the front end projection lens unit 6. Is provided with a front end foot 31C for height adjustment, which protrudes to the lower surface side of the bottom wall 4a.
[0030]
The rear end foot 31R is provided with an adjustment mechanism capable of adjusting the amount of protrusion by rotation, whereby the projection screen can be adjusted in the horizontal direction, and the front end foot 31C is provided with an adjustment mechanism shown in FIG. Also, an adjustment mechanism that can adjust the projection screen in the vertical direction by using the foot button 310 shown in FIG. 2A is provided.
[0031]
As shown in FIG. 3, a power cable shield plate 243 is provided inside the lower case 4, and the power cable shield plate 243 includes a wiring insertion portion 244 that covers the AC input line.
[0032]
The power cable shield plate 243 is provided to cut off noise generated from the AC input line, and also serves as a ground bus line of the power supply unit 7 described later.
[0033]
The above-described air intake 240 is covered with a sponge-shaped air filter 241. Therefore, intrusion of dust and the like from the air intake 240 can be prevented. Further, a cushion member 242 made of urethane foam is disposed around the air intake 240 so as to prevent intrusion of dust and the like from the periphery of the air intake 240.
[0034]
As can be seen from FIG. 2, the front wall 3d of the upper case 3 and the front wall 4d of the lower case 4 have a central portion curved slightly convexly forward, and an annular rim 32 is formed around this portion. A circular opening 33 is formed, and a portion on the front end side of the projection lens unit 6 protrudes from the opening 33.
[0035]
The distal end of the projection lens unit 6 is supported by a guard portion 42 extending along the bottom wall 4a. The guard portion 42 is a thick rim that covers the distal end portion of the projection lens unit 6 in a hood shape. By attaching a hand to the guard section 42, the front end side of the apparatus can be lifted without placing a burden on the projection lens unit 6.
[0036]
The rear case 5 is based on a structure that guides and holds the spigot portions of the upper case 3 and the lower case 4 from outside.
[0037]
Although not shown in FIG. 1B, the upper end of the rear case 5 is engaged with three hook portions formed along the inner edge of the upper case 3 and the lower end is formed of a lower end. It is held by being screw-fixed from inside the case 4.
[0038]
As can be seen from FIG. 1B, on the rear wall 5d of the rear case 5, an AC inlet 51 for supplying external power and various input / output terminal groups 50 are arranged on the left side. A portion 501 is formed. The overhang portion 501 is provided with an exhaust port 160 for discharging air inside the apparatus.
[0039]
As described above, since the AC inlet 51 and the input / output terminal group 50 to which the cord such as the signal cable is connected are arranged on the rear wall 5d of the rear case 5, the user usually places the signal cable on the side of the apparatus where the user is located. Etc. are not connected, and the usability is good.
[0040]
3. Internal structure of the device
FIG. 4 shows the internal structure of the projection display device 1. An optical unit 10 for enlarging and projecting image information and a power supply unit 7 arranged on the side of the optical unit 10 for supplying power to the optical unit 10 are integrally housed in the outer case 2 described above. I have.
[0041]
An exhaust fan 16 and an exhaust port 160 for exhausting air inside the apparatus are provided in a portion of the optical unit 10 adjacent to the light source lamp unit 8.
[0042]
3-1. Optical unit structure
The optical unit 10 includes a light source lamp unit 8 in which a light source lamp is housed in a lamp housing, and an optical lens unit that optically processes a light beam emitted from the light source lamp unit 8 to form an optical image corresponding to image information. 9, a prism unit 910 for synthesizing an optical image formed by the optical lens unit 9, and a projection lens unit 6 for enlarging and projecting the synthesized optical image on a projection surface.
[0043]
As can be seen from FIG. 4, the light source lamp unit 8 and the optical lens unit 9 are housed in a light guide 100 provided inside the outer case 2 and having a substantially L-shaped optical path in a plane. The prism unit 910 is disposed in cutout portions 9001 and 9002 (see FIG. 6) of the light guide 100, and the projection lens unit 6 is provided so as to protrude from a side surface of the light guide 100.
[0044]
As can be seen from FIG. 4, the optical path from the light source lamp unit 8 to the projection lens unit 6 is substantially L-shaped as a whole. Accordingly, the planar shape of the light guide 100 is correspondingly substantially L-shaped. The light guide 100 occupies the rear half or more of the internal space of the outer case 2. The light source lamp unit 8 is housed in a replaceable state at the position of the light source lamp unit housing part 800 shown in FIG.
[0045]
3-2. Power supply unit structure
On the other hand, the power supply unit 7 is housed in a portion other than the occupied portion of the light guide 100 housed in the projection lens unit 6 and the outer case 2, that is, the power supply unit housing 700, as can be seen from FIG. . Then, a main body portion 71 extending forward along the side wall 2c of the outer case 2 with the vicinity of the light source lamp unit 8 as a base end, and an extending portion bent at the front end of the main body portion 71 and facing the projection lens unit 6 72 and an L-shaped plane.
[0046]
An inlet opening 75 is formed in an end side surface of the extended portion 72 which is one end of the power supply unit 7, and an exhaust opening is formed in the end side surface of the main body portion 71 which is the other end. An opening 77 is formed.
[0047]
Since the air intake 240 formed in the outer case 2 is located below the prism unit 910, the intake opening 75 is located near the air intake 240 and near the projection lens unit 6. It becomes.
[0048]
Although not shown in FIG. 4, the power supply unit 7 contains a primary-side active filter, a power supply, and a ballast.
[0049]
The primary-side active filter includes a transmitting FET, the power supply includes a rectifying diode bridge, a D / D converter oscillation transistor, and a D / D converter three-terminal regulator. The ballast includes a chopper circuit drive FET and a chopper circuit. Each of these elements is mounted on a circuit board.
[0050]
Since each of such elements generates heat, a heat sink is fixed to prevent the temperature of the element itself from rising, and the heat sink is forcibly cooled by the intake fan 17 provided in the intake opening 75. I have.
[0051]
As described above, by utilizing the fact that the optical unit 10 has a flat L-shape and the power supply unit 7 also has a flat L-shape, an area defined by the light guide 100, the projection lens unit 6 and the outer case 2. Is not wasted. That is, since the optical unit 10 and the power supply unit 7 can be efficiently arranged in a narrow area, the size of the projection display device 1 can be reduced.
[0052]
Note that, although not shown in FIG. 4, the input line from the power supply unit 7 to the light source lamp unit 8 is connected to the light source lamp unit 8 via a connector.
[0053]
In addition, such input lines and the like are shielded by a shield plate that covers the light guide 100 so that lamp noise does not occur.
[0054]
4. Optical system
The optical system incorporated in the optical unit 10 will be described with reference to FIG.
[0055]
The optical system according to the present embodiment includes a light source lamp unit 8, an illumination optical system 923 for equalizing the in-plane illuminance distribution of light illuminating the three light valves 925R, 925G, and 925B, and light emitted from the illumination optical system 923. A color separation optical system 924 that separates each light beam into red, green, and blue light beams R, G, and B, and three light valves 925R, 925G, and 925B that constitute a modulation system that modulates each color light beam are modulated. A prism unit 910 as a color combining optical system for re-synthesizing the combined color light beam, and a projection lens unit 6 for enlarging and projecting the combined light beam on a screen.
[0056]
4-1. Illumination optical system
The illumination optical system 923 includes an aggregate of minute lenses, and the integrator lenses 921 and 922 that divide the light emitted from the light source lamp unit 8 into a plurality of partial light beams by the minute lenses, and a set of light having a random polarization direction. A polarization conversion element 920 that converts a partial light beam as a body into light having the same polarization direction, and a superposition lens 930 that superimposes each of the partial light beams converted into light having the same polarization direction on the surfaces of the light valves 925R, 925G, and 925B. It is comprised including.
[0057]
Here, as shown in FIG. 5, the polarization conversion element 920 includes a polarization beam splitter array 9201 and a selective retardation plate 9202, and each of the polarization beam splitter arrays 9201 has a plurality of columnar parallelogram-shaped cross sections. The light-transmitting plate material 9203 has a bonded shape.
[0058]
Polarized light separating films 9204 and reflecting films 9205 are alternately formed on the interface of the light transmitting plate material 9203.
[0059]
Note that this polarizing beam splitter array 9201 is obtained by laminating a plurality of glass sheets having these films formed thereon such that the polarization separating films 9204 and the reflecting films 9205 are alternately arranged, and cuts obliquely at a predetermined angle. It is produced by doing.
[0060]
The partial light beams split by the integrator lenses 921 and 922 are separated into P-polarized light and S-polarized light by the polarization separation film 9204, respectively, and the P-polarized light is selectively formed on the selective retardation plate 9202. The light is converted into S-polarized light by the λ / 2 retardation layer 9206 and emitted.
[0061]
On the other hand, the S-polarized light is bent 90 ° by the polarization separation film 9204, and further emitted as it is by the reflection film 9205.
[0062]
The luminous flux aligned to the S-polarized light in this manner is bent at a plane 90 ° by a reflection mirror 931 arranged at a corner of the light guide 100 as shown in FIG. 924.
[0063]
As described above, since the illumination optical system 923 includes the polarization conversion element 920, the light use efficiency is increased as compared with the case where the random polarization in which the P-polarized light and the S-polarized light are mixed is used as it is, and the dichroic described later is used. The color separation at the mirrors 941 and 942 is improved. In addition, since the S-polarized light has a higher reflectance than the P-polarized light, there is also an advantage that a light amount loss or the like can be suppressed.
[0064]
4-2. Color separation optics and modulation system
As shown in FIG. 4B, the color separation optical system 924 includes a red-green reflection dichroic mirror 941, a green reflection dichroic mirror 942, and a reflection mirror 943.
[0065]
The blue luminous flux B included in the luminous flux emitted from the illumination optical system 923 passes through the red-green reflecting dichroic mirror 941 and is reflected at a right angle by the rear reflecting mirror 943. Emitted to the side.
[0066]
The red and green light beams R and G are reflected by the mirror 941, and only the green light beam G is reflected at a right angle by the green reflecting dichroic mirror 942, and is emitted from the emission part of the green light beam to the color combining optical system side. .
[0067]
The red light flux R that has passed through the mirror 942 is emitted toward the light guide system 927 from the emission part of the red light flux.
[0068]
Condensing lenses 951 and 952 are arranged on the emission side of the emission portions of the red light beam R and the green light beam G of the color separation optical system 924, respectively. The light beams emitted from each emission portion are collected by these light collection lenses 951 and 952. Is parallelized by
[0069]
The blue and green luminous fluxes B and G thus collimated enter the light valves 925B and 925G and are modulated, and image information corresponding to each color light is added.
[0070]
That is, these light valves 925B and 925G are switching-controlled by drive means (not shown) in accordance with image information, and thereby each color light passing therethrough is modulated.
[0071]
As such a driving unit, a known unit can be used as it is.
[0072]
On the other hand, the red light flux R is guided to the corresponding light valve 925R via the light guide system 927, where it is similarly modulated according to image information.
[0073]
The light guide system 927 includes an entrance lens 974, an entrance reflection mirror 971, an exit reflection mirror 972, an intermediate lens 973 disposed therebetween, and a condenser lens 953 disposed in front of the light valve 925B. It is composed of
[0074]
The optical path length from the light source lamp unit 8 to each of the light valves 925R, 925G, and 925B is the longest in the case of the red light flux R, and therefore, the loss due to light diffusion is the largest in the case of red light. However, by arranging such a light guide system 927, it is possible to suppress the loss of red light to some extent.
[0075]
Note that the light valves 925R, 925G, and 925B in the present embodiment are liquid crystal light valves including a pair of polarizing plates and a liquid crystal panel disposed therebetween.
[0076]
4-3. Color synthesis optical system
Next, each color light beam modulated through each light valve 925R, 925G, 925B is incident on a prism unit 910 constituting a color synthesizing optical system, where it is recombined.
[0077]
Then, the color image formed by the re-synthesis is enlarged and projected on a screen at a predetermined position via the projection lens unit 6.
[0078]
As described above, in the present embodiment, the light beam emitted from the light source lamp unit 8 is reflected by the reflection mirror 931 in the light guide 100, and travels along the L-shaped optical path of a large roundabout along the L-shaped planar shape of the light guide 100. And reaches the color separation optical system 924 and the prism unit 910.
[0079]
Therefore, the optical path is set as long as possible while each optical system component is arranged in a narrow area. Therefore, while using a lens having a small F-number and securing a sufficient arrangement position of the integrator lenses 921 and 922 and the polarization conversion element 920, the light beam emitted from the light source lamp unit 8 is converted into a parallel light beam by the light valve 925R. , 925G, and 925B.
[0080]
In addition, since the arrangement positions of the integrator lenses 921 and 922 can be sufficiently widened, the number of divisions can be increased.
[0081]
Therefore, the integrator lenses 921 and 922 can be arranged in an optically reasonable state, and as a result, downsizing can be achieved. In addition, by making the integrator lenses 921 and 922 the same size, more telecentric illumination light can be obtained, so that each partial light flux formed on the polarization separation film 9204 of the polarization conversion element 920 is collected. Since the size of the image can be reduced and the variation in the size of each condensed image can be suppressed, the utilization efficiency of the illumination light can be increased.
[0082]
5. Light guide structure
In the above optical system, all the optical elements other than the light source lamp unit 8, the prism unit 910 constituting the color synthesizing unit, and the projection lens unit 6 are housed and arranged in the light guide 100 having the shape shown in FIG. ing. The light guide 100 includes an upper light guide 902 and a lower light guide 901, and the optical element is held between upper and lower light guides 901 and 902 while being sandwiched from above and below. The light source lamp unit 8 is housed in a light source lamp unit housing part 800 formed in the lower light guide 901.
[0083]
The upper light guide 902 and the lower light guide 901 are integrated with the prism unit 910 and the projection lens unit 6 via a head plate 903 described later, and are fixed to the lower case 4 with fixing screws. Therefore, rectangular cutouts 9001 and 9002 are formed on the lower surface of the lower light guide 901 and the upper surface of the upper light guide 902 to incorporate the prism unit 910 and the head plate 903.
[0084]
In addition, an opening 9004 is formed in the partition wall 9003 of the lower light guide 901 located near the light source lamp unit housing section 800 to cool the light source lamp unit 8.
[0085]
Further, openings 907 and 908 for cooling the light source lamp unit 8 are also formed on the side and bottom surfaces of the region 900 of the optical unit 10 where the illumination optical system 923 is stored.
[0086]
An opening 9021 is formed in the upper part of the upper light guide 902, and the opening 9021 and the above-described opening 9004 are connected to each other by a duct 9028.
[0087]
6. Head plate structure
The prism unit 910 is fixed to a front side (a front side in FIG. 7) of a thin head plate 903 which is a magnesium die-cast plate shown in FIGS. 7 and 8 by a fixing screw.
[0088]
The head plate 903 is basically composed of a vertical wall 91 extending vertically in the width direction of the apparatus and a bottom wall 92 extending horizontally from the lower end of the vertical wall 91 and supporting the prism unit 910. I have.
[0089]
At the center of the vertical wall 91, a rectangular opening 91b through which light emitted from the prism unit 910 passes is formed. The vertical wall 91 has four screw holes 91d for fixing the base end side of the projection lens unit 6, and two dowels 91e for positioning.
[0090]
In a portion of the bottom wall 92 corresponding to the mounting position of the prism unit 910, three communication holes 91g communicating with the lower surface of the bottom wall are formed at three places, and a mounting portion 91h of the prism unit 910 is formed on the communication hole 91g. .
[0091]
A screw hole 91c is formed in the attachment portion 91h, and the prism unit 910 is screw-fixed to the head plate 903 using the screw hole 91c.
[0092]
Supported portions for coupling the head plate 903 to a pair of support columns 40 (see FIG. 3) provided on the inner surface side of the lower case 4 are respectively provided on both sides of the opening 91 b in the vertical wall 91. A fixing surface 93 which is a part is provided. These fixing surfaces 93 project from the vertical wall 91 in parallel with the bottom wall 92 and are supported and fixed to the receiving surface 41 of the column 40 of the lower case 4. The fixing surface 93 is provided with a hole 93b and a screw hole 93c, respectively, and the receiving surface 41 of the support portion 40 is provided with a boss 41b and a screw hole 41c, respectively. Then, the boss 41b is engaged with the hole 93b provided in the fixing surface 93, and a screw is inserted into the screw hole 93c and the screw hole 41c, so that the fixing surface 93 and the support portion 40 are fixed. The fixing surface 93 and the support portion 40 need not necessarily be fixed, but by fixing the screws in this way, it is possible to solve the problem that the optical axis of the optical system is shifted due to an external impact or the like. is there.
[0093]
In the vertical wall 91, planar reinforcing ribs 93a orthogonal to the fixing surfaces 93 are erected, and the reinforcing ribs 93a are formed integrally with the fixing surfaces 93.
[0094]
As shown in FIG. 9, the fixing surface 93 is provided in the vertical wall 91 within a height range H from the upper end position to the lower end position of the outer shape of the projection lens unit 6. Specifically, the fixed surface 93 is provided at a position on the vertical wall 91 substantially at the same height as the optical axis 6A of the projection lens unit 6. In other words, the height position of the fixing surface 93 is within a height range of not less than one third and not more than two thirds from the lower end of the vertical wall 91, when the height of the entire vertical wall 91 is 1. ing. Note that the height position of the fixing surface 93 is more preferably two-thirds or more from the lower end of the vertical wall 91.
[0095]
7. Effects of the embodiment
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0096]
That is, since the fixing surface 93 of the head plate 903 is provided in a region within the height range H of the outer shape of the projection lens unit 6 on the vertical wall 91, the height of the center of gravity of the projection lens unit 6 and the height of the fixing surface 93 Can be substantially equal or the fixed surface 93 can be made higher, so that the bending stress generated at the root of the vertical wall 91 by the projection lens unit 6 can be efficiently reduced, and the bending or destruction of the vertical wall 91 can be reliably prevented.
[0097]
Therefore, since it is not necessary to provide a complicated reinforcing structure on the vertical wall 91, the structure of the head plate 903 can be simplified, and the projection lens unit 6 and the prism unit 910 can be accurately positioned via the vertical wall 91 without bending. Since positioning can be performed, displacement of the optical axis can be reliably prevented.
[0098]
The fixing surface 93 of the vertical wall 91, which is provided at substantially the same height as the optical axis 6A of the projection lens unit 6, protrudes from the vertical wall 91, and is used to reinforce the vertical wall 91. Can also be used for reinforcing ribs. Further, since the reinforcing ribs 93a perpendicular to the fixing surface 93 are provided upright on the vertical wall 91, the rigidity of the vertical wall 91 can be further increased by a simple structure by the reinforcing ribs 93a and the fixing surface 93. it can. Since the prism unit 910 and the projection lens unit 6 are fixed in a state where they are aligned with each other with the vertical wall 91 having excellent rigidity interposed therebetween, even if an impact force or the like is applied, the mutual displacement, that is, the light There is an advantage that the possibility of shaft displacement is extremely low.
[0099]
Further, since the head plate 903 is made of a magnesium molded product, the specific gravity can be reduced, so that the weight of the head plate 903, that is, the weight of the device 1 can be reduced, and excellent moldability can be secured. In addition, since the magnesium molded product has excellent heat dissipation, the prism unit 910 is easily mounted by mounting the prism unit 910 on the head plate 903 made of the magnesium molded product and supporting the prism unit 910 on the light guides 901 and 902. Can be prevented from becoming high temperature.
[0100]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes the following modifications.
[0101]
That is, in the above-described embodiment, the supported portion is constituted by the fixing surface 93 projecting from the vertical wall 91 in parallel with the bottom wall 92. However, the present invention is not limited to this. The end may be extended in parallel with the vertical wall and screwed horizontally to the lower case. Alternatively, the supported portion may be a part of the vertical wall and the vertical wall may be directly connected to the lower case. May be fixed with screws. In short, as long as the height position of the supported portion connected to the lower case is within the height range from the upper end to the lower end of the outer shape of the projection lens unit, the shape of the supported portion is arbitrary.
[0102]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, the light source lamp unit, the color separation optical system, and the modulation system are housed and arranged in the light guide having a predetermined optical path, and the projection lens unit and the In a projection display device in which a color synthesizing optical system is integrated, a supported portion for coupling a head plate to a light guide is formed in an area within a height range from an upper end to a lower end of an outer shape of a projection lens unit on a vertical wall. The height of the center of gravity of the projection lens unit and the height of the supported part can be made almost the same, or the height of the fixed part can be increased, so that the load on the projection lens unit can be efficiently distributed to the light guide. It can be reliably prevented. Therefore, since it is not necessary to provide a complicated reinforcing structure on the vertical wall, the structure of the head plate can be simplified, and the projection lens unit and the color combining optical system can be accurately positioned via the vertical wall, so that the optical axis Misalignment can be reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view and a rear view illustrating a projection display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view and a bottom view in the embodiment described above.
FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating an internal structure of a lower case portion of the outer case in the embodiment described above.
FIG. 4 is a horizontal sectional view illustrating an arrangement of an optical unit and a power supply unit and a structure of the optical unit in the embodiment.
FIG. 5 is a horizontal cross-sectional view and a schematic perspective view illustrating a structure of a polarization conversion element included in the illumination optical system according to the embodiment.
FIG. 6 is a schematic perspective view illustrating a structure of a light guide that houses the optical unit according to the embodiment.
FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a structure of a head plate supporting a prism unit serving as a color combining optical system in the above-described embodiment.
FIG. 8 is a perspective view showing a head plate in the embodiment described above.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a height position of a supported portion of a head plate in the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Projection display device
6 Projection lens unit
7 Power supply unit
8 Light source lamp unit
10 Optical unit
91 Vertical Wall
92 Bottom wall
93 Fixing surface (supported part)
93a Reinforcing rib
100 light guide
901 Lower light guide
902 Upper light guide
903 head plate
910 color synthesis optical system (prism unit)
923 Illumination optical system
924 color separation optical system
925R, 925G, 925B Modulation system (light valve)
R red luminous flux
G green luminous flux
B blue luminous flux

Claims (4)

光源ランプユニットから出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写レンズユニットにより投写面上に拡大投写する光学ユニットと、この光学ユニットに電力を供給する電源ユニットと、前記光源ランプユニット、前記光学ユニットおよび前記電源ユニットを収納する外装ケースとを備えた投写型表示装置であって、
前記光学ユニットは、前記光束を複数色の光束に分離する色分離光学系と、分離された前記光束のそれぞれを前記画像情報に基づいて変調して変調光束として出射する変調系と、各々の前記変調光束を合成して前記投写レンズユニットに出射する色合成光学系とを備え、
前記投写レンズユニットおよび前記色合成光学系は、ヘッド板に搭載され、
前記外装ケース内には、前記ヘッド板を支持する支持部が設けられ、
前記ヘッド板は、前記投写レンズユニットの基端側が固定される垂直壁と、この垂直壁の下端部から水平方向に延びて前記色合成光学系を支持する底壁と、前記外装ケース内に設けられた前記支持部に支持される被支持部とを備え
前記被支持部は、前記垂直壁に設けられ、かつ、この垂直壁のうち前記投写レンズユニットの外形の上端の高さ位置から下端の高さ位置までの高さ範囲内に設けられていることを特徴とする投写型表示装置。
An optical unit that optically processes a light beam emitted from the light source lamp unit to form an optical image corresponding to image information, and enlarges and projects this optical image on a projection surface by a projection lens unit; A power supply unit for supplying a light source lamp unit, an optical unit and an outer case for housing the power supply unit,
The optical unit is a color separation optical system that separates the light beam into light beams of a plurality of colors, a modulation system that modulates each of the separated light beams based on the image information and emits the light as a modulated light beam, A color combining optical system that combines the modulated light flux and emits the modulated light to the projection lens unit,
The projection lens unit and the color combining optical system are mounted on a head plate,
A support portion for supporting the head plate is provided in the outer case,
The head plate includes a vertical wall to which a base end side of the projection lens unit is fixed, a bottom wall extending in a horizontal direction from a lower end of the vertical wall to support the color combining optical system, and provided in the exterior case. And a supported part supported by the supporting part ,
The supported portion is provided on the vertical wall, and is provided within a height range from an upper end height position to a lower end height position of the outer shape of the projection lens unit of the vertical wall. A projection type display device characterized by the above-mentioned.
請求項に記載の投写型表示装置において、
前記被支持部は、前記垂直壁のうち、前記投写レンズユニットの光軸と略同じ高さ位置に設けられていることを特徴とする投写型表示装置。
The projection display device according to claim 1 ,
The projection type display device, wherein the supported portion is provided at a position on the vertical wall substantially at the same height as an optical axis of the projection lens unit.
請求項または請求項に記載の投写型表示装置において、
前記被支持部は、前記底壁と平行に前記垂直壁から突出して前記支持部に支持固定される固定面からなり、前記垂直壁には、この固定面と直交する補強リブが立設されていることを特徴とする投写型表示装置。
The projection display device according to claim 1 or 2 ,
The supported portion includes a fixed surface protruding from the vertical wall in parallel with the bottom wall and supported and fixed to the support portion, and a reinforcing rib orthogonal to the fixed surface is provided on the vertical wall. A projection display device.
請求項1から請求項までのいずれかに記載の投写型表示装置において、
前記ヘッド板は、マグネシウム成形品からなることを特徴とする投写型表示装置。
The projection display device according to any one of claims 1 to 3 ,
The projection type display device, wherein the head plate is made of a magnesium molded product.
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