CN103890655A - 投影型影像显示装置 - Google Patents

Abstract

提供一种投影型影像显示装置，其维持透镜移动机构的调整精度并降低滑动负荷。使投影透镜在与投影光的光轴正交的方向上移动的透镜移动机构（32），是使保持投影透镜的可动基座（50、60）以安装在固定部件（4）侧的轴（52）为引导部件进行滑动的结构。而且，是从固定部件（4）的背面侧以与轴（52）抵接的方式***修正螺丝，通过调整修正螺丝的***量来修正投影透镜的光轴倾斜和位置偏移的结构。

Description

投影型影像显示装置

技术领域

本发明涉及投影型影像显示装置。

背景技术

液晶投影仪等投影型影像显示装置是使从汞灯等光源发出的光对液晶面板等显示元件照射，利用投影透镜将由显示元件形成的影像向屏幕放大投影的装置。装置的光学***的结构由对液晶面板照射从光源出射的光而形成影像的光学单元（以下称为光学引擎）和利用投影透镜将由液晶面板形成的影像放大投影的投影光学***构成。在彩色影像显示装置的光学引擎中，设置有作为显示元件的三原色（RGB）用的三片液晶面板和照射光的颜色分离***以及各影像颜色的颜色合成***。此外，在投影光学***中，为了调整屏幕上的影像显示位置，设置有使投影透镜在与光轴成直角的方向上移动的透镜移动机构。

透镜移动机构是使投影透镜在与投影光的光轴正交的两个方向、即水平方向和垂直方向上移动的机构，要求小型化和高精度化。专利文献1中，提出了目的在于实现透镜移动机构的小型化和操作性的提高，具备使水平方向和垂直方向的操作旋钮的配置齐全的手动操作部和在透镜移动极限位置利用离合机构部切断传动力的传动机构部等的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-256388号公报

发明内容

发明要解决的课题

以专利文献1为代表的现有的透镜移动机构中，为了使投影透镜在两个轴方向上移动而安装有两个可动基座。可动基座与支撑其的静止部件之间、以及两个可动基座之间，是使相对的接触面滑动的结构（面滑动）。此时，为了防止二者的位置偏移，采用对接触面用弹簧等施加规定以上的压接力的结构。因此，可动基座移动时产生摩擦力，滑动负荷较大，难以进行透镜位置的平滑的调整。另一方面，为了降低滑动负荷而减弱压接力时，可动基座的定位不稳定，透镜位置的调整精度变差。这样，难以同时实现透镜移动时的滑动负荷的降低和调整精度的提高。此外，作为透镜移动机构的其他功能，需要对投影透镜的光轴倾斜等进行修正。该情况下，使可动基座面滑动的结构下难以加入倾斜修正功能，必须另外设置光轴修正机构，装置变得大型化。

本发明的目的在于提供一种投影型影像显示装置，其在透镜移动机构中维持调整精度并且降低滑动负荷。

用于解决课题的方案

本发明是一种投影型影像显示装置，利用投影透镜将由显示元件形成的影像放大投影，其包括使投影透镜在与投影光的光轴正交的方向上移动的透镜移动机构，透镜移动机构使保持投影透镜的可动基座以安装在固定部件侧的轴为引导部件进行滑动。

进而，构成为对于引导可动基座的轴，从固定部件的背面侧以与轴抵接的方式***修正螺丝，通过调整修正螺丝的***量来修正投影透镜的光轴的倾斜和投影透镜的位置偏移。

发明效果

根据本发明，能够提供一种投影型影像显示装置，其在透镜移动机构中维持调整精度且降低滑动负荷。

附图说明

图1是表示本实施例的投影型影像显示装置的整体结构的图。

图2是表示光学***的整体结构的图。

图3是投影光学***3的整体图。

图4是投影光学***3的分解图。

图5是透镜移动机构32的整体图。

图6是透镜移动机构32的分解图。

图7是可动基座组件33的整体图。

图8是可动基座组件33的分解图。

图9是表示致动器51、61的传动结构的图。

图10是表示向可动基座的传动的图。

图11是表示投影透镜的光轴修正机构的图。

图12是说明投影透镜的光轴修正动作的图。

图13是说明投影透镜的装卸方法的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本实施例的投影型影像显示装置的整体结构的图，表示显示装置的内部结构。在壳体1中收纳有作为光学***的、从光源出射光并对显示元件即液晶面板照射而形成影像的光学引擎2；和利用投影透镜将由液晶面板形成的影像放大投影的投影光学***3。除此以外，还收纳有电源单元6和冷却单元7、未图示的影像信号电路和控制电路等。

图2是表示光学***的整体结构的图。光学***具有光学引擎2和投影光学***3，二者固定在共用基座4上并安装在壳体1上。

光学引擎2由光源部21、颜色分离光学***22和颜色合成光学***23构成。光源部21使用超高压汞灯等光源，出射大致白色光。颜色分离光学***22将大致白色光分离为RGB三原色光，导向对应的各液晶面板。颜色合成光学***23具有RGB的液晶面板和交叉分色棱镜，形成基于RGB信号的各影像，进行这些影像的颜色合成。

投影光学***3由投影透镜31和透镜移动机构32构成。从颜色合成光学***23出射的影像光被投影透镜31放大并向屏幕等投影。透镜移动机构32保持投影透镜31并使其在与光轴（投影方向）正交的两个轴方向、即水平方向和垂直方向上移动。由此，能够使在屏幕上投影的图像位置在水平方向和垂直方向上移动调整。

图3和图4是投影光学***3及其分解图，图3是投影光学***3的整体图，图4是分解为投影透镜31和透镜移动机构32的图。其中，透镜移动机构32被共用基座4保持而进行透镜移动动作。

如图4（a）所示，投影透镜31的镜筒311具有凸缘（突起部）80，通过使该凸缘80与透镜移动机构32上设置的凹部81卡合而进行投影透镜31的安装。图4（b）是投影透镜31的背面图，镜筒311的周围例如具有三个凸缘80。同样在透镜移动机构32上也在三处设置凹部81。

图5和图6是透镜移动机构32及其分解图，图5是透镜移动机构32的整体图，图6表示分解为共用基座4、可动基座组件33和基座盖34的状态。以下说明中，设投影光的光轴方向为Z方向，将与其正交的水平方向描述为X方向，将垂直方向描述为Y方向。

共用基座4具有在中央部竖起的固定框41和其两侧的台座部42、43。可动基座组件33搭载在一个台座部43上并固定在固定框41上。此外，另一个台座部42上搭载有光学引擎2。

可动基座组件33是在保持投影透镜31的同时在X方向和Y方向上移动的部件，是将配置在共用基座4侧并在Y方向上移动的Y轴可动基座（以下简称为Y基座）50和配置在投影透镜31侧并在X方向上移动的X轴可动基座（以下简称为X基座）60重叠的组件。Y基座50通过安装在共用基座4的侧面的Y轴致动器51而在Y方向上被驱动，X基座60通过安装在Y基座50的侧面的X轴致动器61而在X方向上被驱动。

在可动基座组件33上，设置有作为本实施例的特征的、作为使Y基座50在Y方向上滑动的引导部件的两个Y轴52。通过用固定件522将该Y轴52固定到共用基座4的固定框41的两侧边的轴安装部521，来将可动基座组件33安装到共用基座4上。在固定框41上设置有检测Y基座50的移动位置的电位计58和检测移动终点的终点传感器59。同样，为了检测X基座60的移动位置和移动终点，在Y基座60上也设置有电位计68和终点传感器69（参考图8）。

基座盖34配置在可动基座组件33的前表面，安装在共用基座4的盖安装部90上。此时，利用基座盖34上设置的板簧91，对可动基座组件33施加向Z方向的作用力、即向共用基座4按压的力，消除投影透镜31的Z方向位置的松动。

图7和图8是可动基座组件33及其分解图，图7表示可动基座组件33的整体图，图8表示分解为Y基座50和X基座60的状态。Y基座50通过安装在共用基座4上的Y轴致动器51而在Y方向上被驱动，X基座60通过安装在Y基座50上的X轴致动器61而在X方向上被驱动。通过采用圆柱状的轴作为各可动基座50、60的滑动用引导部件，与现有的面接触滑动相比降低了滑动负荷，并且提高了各可动基座50、60的定位精度（线性）。

Y基座50以共用基座4上安装的两个Y轴52为引导部件在Y方向上滑动。在Y基座50的两个侧面上，为了进行滑动而设置有使Y轴52贯通的两个轴孔53。两个Y轴52中，将靠近Y轴致动器51的一方（主轴）用符号52a表示，将较远的一方（副轴）用符号52b表示，将与它们对应的轴孔分别用符号53a、53b表示。主轴的轴孔53a是与Y轴52a直径大致相同的正圆形，副轴的轴孔53b是大于Y轴52b的直径的长圆形，且与Y轴52b之间具有微小的松动（间隙）。由此，即使两个Y轴52的安装间隔与Y基座50上形成的两个轴孔53的间隔不完全一致，也能够吸收二者的误差，使Y基座50平滑地以低负荷滑动。此外，通过在受到来自Y轴致动器51的驱动力的主轴侧无松动地滑动，能够维持滑动时的Y基座50的定位精度（线性）。

另一方面，X基座60以在Y基座50的上下边上配置的两个X轴62为引导部件在X方向上滑动。在X基座60的上下边，为了进行滑动而设置有使X轴62贯通的两个轴孔63。两个X轴62中，将靠近X轴致动器61的一方（主轴）用符号62a表示，将较远的一方（副轴）用符号62b表示，将与它们对应的轴孔分别用符号63a、63b表示。与上述Y基座50的情况同样，主轴的轴孔63a是与X轴62a的直径一致的正圆形，副轴的轴孔63b是大于X轴62b的直径的长圆形，且与X轴62b之间具有微小的松动。由此，使X基座60相对于Y基座50平滑地滑动，能够维持滑动时的X基座60的定位精度（线性）。为了检测X基座60的移动位置和移动终点，在Y基座50上设置有电位计68和终点传感器69。

图9和图10是表示致动器的传动结构的图，图9是致动器的整体图，图10是表示向可动基座的传动的图。

图9中，（a）表示Y轴致动器51，（b）表示X轴致动器61。分别使电动机54、64的旋转力通过齿轮链55、65减速并向丝杠56、66传递，推动与其螺合的不旋转的驱动螺母57、67。驱动螺母57、67分别与Y基座50和X基座60连结，在Y方向和X方向上移动。两个电动机54、64配置在透镜移动机构32的两侧面上，但为了使外形小型化，使旋转轴均朝向Y方向配置。齿轮链55、65中，使用蜗杆（wormgear）551、651和蜗轮（worm wheel）552、652使旋转减速，且减少移动时的反弹（backlash）。进而，Y轴用齿轮链55中，为了使旋转轴方向变换90度而追加了冠齿轮553。如上所述，本实施例中降低了使可动基座50、60移动时的滑动负荷，所以对电动机54、64要求的驱动功率降低，能够采用小型的电动机。

图10表示进行向可动基座的传动的丝杠和驱动螺母。此处，表示Y基座50驱动用的丝杠56和驱动螺母57，而对于X基座60驱动用的丝杠66和驱动螺母67，使图10旋转90度即为同样的。图10的（a）、（b）、（c）中，对Y基座50的侧面方向相对于丝杠56的轴方向倾斜的情况下的动作进行比较表示。

首先说明（a）～（c）共同的动作。蜗轮553旋转时，同轴的丝杠56旋转，在Y方向上推动与其螺合的驱动螺母57。另一方面，在Y基座50上，设置有夹着驱动螺母57的Y方向的两端面（连结面）的连结片50a，通过驱动螺母57在Y方向上移动而推动连结片50a，使Y基座50在Y方向上移动。此处，在驱动螺母57的连结面的中央部形成突起部57a，通过该突起部57a与Y基座50侧的连结片50a接触，在突起部57以外的部分不接触。该突起部57a是即使Y基座50的姿势（侧面方向）倾斜也使Y基座50稳定地移动的部件，以下对其进行说明。

图10（b）是丝杠56的轴方向与Y基座50的侧面方向平行的情况。该情况下，因为驱动螺母57的连结面与Y基座50的连结片50a平行，所以即使没有突起部57a，Y基座50也能够平滑的移动。与此相对，图10（a）、（c）是Y基座50的侧面方向相对于丝杠56的轴方向向箭头方向倾斜的情况。该情况下，Y基座50的连结片50a也一起倾斜，但因为驱动螺母57的姿势被丝杠56限制而不能倾斜，所以驱动螺母57的连结面与连结片50a不平行。如果驱动螺母57的连结面是平坦的，则与卡合部50a的接触状态变得不稳定（接触位置成为边缘部），滑动负荷增大，Y基座50难以平滑的移动。于是通过在驱动螺母57的连结面上形成突起部57a，总是使该突起部57a与相对的连结片50a接触，与Y基座50的姿势无关地使二者的接触状态稳定化，能够使Y基座50平滑地移动。

图11和图12是表示投影透镜的光轴修正的图，图11是说明修正机构的图，图12是说明修正动作的图。在光轴修正中，进行透镜光轴的倾斜修正和光轴方向（Z方向）的透镜位置修正两种修正。在前一种倾斜修正中为了抑制焦点失衡，对因移动机构组装后的累计公差而产生的倾斜进行修正。在后一种透镜位置修正中，为了使从成像面（液晶面板面）到透镜后端的距离（后焦距）适当，对因移动机构组装后的累计公差而产生的光轴方向的透镜位置的偏移进行修正。

图11是对搭载有透镜移动机构32的共用基座4从背面侧（光学引擎2的搭载侧）观察的图。在共用基座4的固定框41的四角，从背面侧***光轴修正用的四个修正螺丝70a～70d。对其中的修正螺丝70a、70b的安装部附近用放大图A、B表示。修正螺丝的安装位置与透镜移动机构32的引导部件即Y轴52的上下端位置对齐。其中，Y轴52从基座盖34上设置的板簧91受到Z方向的作用力，被推向固定框41侧。对此通过将修正螺丝70推入或拉回，能够使与其抵接的Y轴52的上端侧或下端侧在投影方向（Z方向）上偏移。通过调整四个修正螺丝70a～70d的***量，能够改变两个Y轴52的倾斜或位移量，对透镜移动机构32的倾斜和位置、即安装在其上的投影透镜31的光轴倾斜和透镜位置进行修正。这样，本实施例中，利用作为透镜移动机构32的引导部件而安装的Y轴52，将其用修正螺丝70推入的简单的结构实现透镜光轴的修正。

图12是表示修正动作的具体例的图。（a）是表示水平方向的倾斜修正的例子的透镜顶视图，是投影透镜31的光轴（Z轴）相对于正常状态在水平方向（X方向）上倾斜的情况。该情况下通过相对于透镜移动机构32，将右端侧的修正螺丝70c和70d或左端侧的修正螺丝70a和70b推入，将光轴方向修正为正常状态。（b）是表示垂直方向的倾斜修正的例子的透镜侧面图，是透镜光轴（Z轴）相对于正常状态在垂直方向（Y方向）上倾斜的情况。该情况下，通过将上端侧的修正螺丝70a和70c、或下端侧的修正螺丝70a和70b压入而修正为正常状态。（c）是表示透镜位置修正的例子的透镜侧面图，是投影透镜31的透镜位置在光轴方向（Z方向）上从基准位置偏移的情况。该情况下，通过将四个修正螺丝70a～70d推入或拉回而将透镜位置修正为正常位置。

透镜光轴在水平方向和垂直方向两个方向上倾斜的情况下，组合进行（a）和（b）的操作即可。此外发生透镜光轴的倾斜和透镜位置的偏移两者的情况下，组合进行（a）与（c）或（b）与（c）的操作即可。

图13是说明投影透镜31的装卸方法的图，是将图8的X基座60进一步分解的图。X基座60为了保持投影透镜31，被分为X基座主体601、环箍602（ferrule）、透镜支架603。为了保持投影透镜31，在X基座主体601上设置凹部81（三处），使其与投影透镜31的镜筒311上设置的凸缘80（参考图4）卡合。其中，凹部81的Z方向的深度比凸缘80的Z方向的宽度稍小。在环箍602和透镜支架603上，设置有为了在装卸时使凸缘80通过的切口部82、83（分别为三处）。

此外在环箍602上，设置有进行透镜保持的锁定/解除的切换的杆84。安装投影透镜31时，通过杆84使环箍602旋转，通过用切口部82以外的部分压紧与凹部81卡合的凸缘80，将投影透镜31固定到X基座60上。卸下投影透镜31时，通过杆84使环箍602向反方向旋转，使切口部82与凹部81对齐并解除凸缘80的压紧，就能够将投影透镜31从X基座60卸下。

如上所述，根据本实施例，能够提供一种投影型影像显示装置，其在透镜移动机构中维持调整精度并且降低滑动负荷。此外，能够用简单的结构实现投影透镜的光轴倾斜和透镜位置的偏移。

符号说明

1……壳体，

2……光学引擎，

21……光源部，

22……颜色分离光学***，

23……颜色合成光学***，

3……投影光学***，

31……投影透镜，

32……透镜移动机构，

33……可动基座组件，

34……基座盖，

4……共用基座，

41……固定框，

42、43……台座，

50……Y轴可动基座（Y基座），

50a……连结片，

51……Y轴致动器，

52……Y轴，

521……轴安装部，

522……固定件，

53、63……轴孔，

54、64……电动机，

55，65……齿轮链

551、651……蜗杆，

552、652……蜗轮，

553……冠齿轮

56、66……丝杠，

57、67……驱动螺母，

57a……突起部，

58、68……电位计，

59、69……终点传感器，

60……X轴可动基座（X基座），

601……X基座主体，

602……环箍，

603……透镜支架，

61……X轴致动器，

62……X轴，

70a～70d……修正螺丝，

80……凸缘，

81……凹部，

84……杆，

90……盖安装部，

91……板簧。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.（删除）

2.（修改后）一种投影型影像显示装置，利用投影透镜将由显示元件形成的影像放大投影，其特征在于：

包括透镜移动机构，其使所述投影透镜在与投影光的光轴正交的方向上移动，

所述透镜移动机构包括在垂直方向上移动所述投影透镜的第一可动基座与在水平方向上移动所述投影透镜的第二可动基座；和驱动该第一可动基座的第一致动器与驱动该第二可动基座的第二致动器，该第一可动基座以在垂直方向上配置在固定部件侧的两个轴为引导部件进行滑动，该第二可动基座以在水平方向上配置在该第一可动基座上的两个轴为引导部件进行滑动，

对于作为所述第一可动基座的引导部件的两个轴，从所述固定部件的背面侧以与该轴抵接的方式***修正螺丝，通过调整该修正螺丝的***量来修正所述投影透镜的光轴的倾斜和该投影透镜的位置偏移。

3.如权利要求2所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

在所述第一、第二可动基座上分别设置有使所述轴贯通的两个轴孔，该两个轴孔中靠近所述第一、第二致动器的轴孔的直径与所述轴的直径大致相同，另一个轴孔大于所述轴的直径。

4.（删除）

5.如权利要求2所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述第一、第二致动器为了驱动所述第一、第二可动基座，利用各自的丝杠的旋转推动驱动螺母，使与该驱动螺母连结的所述第一、第二可动基座移动，在该驱动螺母的连结面上形成有突起部。

Claims (5)

1.一种投影型影像显示装置，利用投影透镜将由显示元件形成的影像放大投影，其特征在于：

包括透镜移动机构，其使所述投影透镜在与投影光的光轴正交的方向上移动，

该透镜移动机构使保持所述投影透镜的可动基座以安装在固定部件侧的轴为引导部件进行滑动。

2.如权利要求1所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述透镜移动机构能够使所述投影透镜在两个轴方向上移动，包括在垂直方向上移动的第一可动基座与在水平方向上移动的第二可动基座；和驱动该第一可动基座的第一致动器与驱动该第二可动基座的第二致动器，该第一可动基座以在垂直方向上配置在固定部件侧的两个轴为引导部进行滑动，该第二可动基座以在水平方向上配置在该第一可动基座上的两个轴为引导部进行滑动。

3.如权利要求2所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

在所述第一、第二可动基座上分别设置有使所述轴贯通的两个轴孔，该两个轴孔中靠近所述第一、第二致动器的轴孔的直径与所述轴的直径大致相同，另一个轴孔大于所述轴的直径。

4.如权利要求2所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

对于引导所述第一可动基座的两个轴，从所述固定部件的背面侧以与该轴抵接的方式***修正螺丝，通过调整该修正螺丝的***量来修正所述投影透镜的光轴的倾斜和该投影透镜的位置偏移。

5.如权利要求2所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述第一、第二致动器为了驱动所述第一、第二可动基座，利用各自的丝杠的旋转推动驱动螺母，使与该驱动螺母连结的所述第一、第二可动基座移动，在该驱动螺母的连结面上形成有突起部。

Images