JP2007293117A - Optical unit for projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投影装置の光学ユニット、特にハウジングに取り付けられる反射型表示素子の取付強度を高めてその取付精度を改善するための対策を講じた投影装置の光学ユニットに関する。 The present invention relates to an optical unit of a projection apparatus, and more particularly to an optical unit of a projection apparatus in which measures are taken to increase the mounting strength of a reflective display element mounted on a housing and improve its mounting accuracy.
プロジェクタなどの投影装置の光学ユニットに関して、投影画像の画質を改善するための提案が行われている(たとえば、特許文献1参照)。この特許文献1には、箱形のハジングに、光源からの光を変調する反射型表示素子(Digital Micromirror Device:DMD 登録商標)と、反射型表示素子により変調された光をスクリーン上に拡大投影する投影レンズ群と、を取り付ける場合に、ハウジングと反射型表示素子との間にスペーサを配備した上で、その反射型表示素子をばね圧で押し付けてハウジングに保持させることが示されている。
For an optical unit of a projection apparatus such as a projector, a proposal for improving the image quality of a projected image has been made (for example, see Patent Document 1). In
また、この特許文献1には光学ユニットの基本的構成についての記述がある。図6は特許文献1の図1をそのまま引用したものであり、同図を参照して光学ユニットの基本的構成を説明する。この光学ユニットは、直方体形状のハウジング10、基板構造20、投影レンズ群30を有している。基板構造20は、第1取付部材40を介してハウジング10に取り付けられ、投影レンズ群30はレンズ枠体31を介してハウジング10に取り付けられている。第1取付部材40は、4本の調整ネジ、基板構造20とハウジング10間に配設される弾性部材(押しバネ)とスペーサから構成される。この光学ユニットでは、投影レンズ群30の対向部位、すなわちハウジング10の後端部に、基板構造20の基板の制御回路によって駆動制御される反射型表示素子が配備されている。なお、図6は特許文献1の図1をそのまま引用したものであって、同図に付されている符号は、図6だけに限って用いられている。したがって、後述する図1〜図5の符号は図6の符号とは関連を持たないものとする。
Further,
一方、投影装置のサイズの小形化を図ることについても従来より種々研究が行われている(たとえば、特許文献2、特許文献3、特許文献4参照)。
ところで、投影装置では、その光学ユニットの投写レンズ群と反射型表示素子との位置精度の高低がスクリーン上に投写される画質に大きな影響を及ぼすので、できるだけ両者の位置精度を高く保つことを意図してそれらを共通のハウジングに取り付けてあると共に、ハウジングの材料にマグネシウム合金を採用してハウジング自体の寸法精度を高めてある。 By the way, in the projection apparatus, since the positional accuracy between the projection lens group of the optical unit and the reflective display element greatly affects the image quality projected on the screen, it is intended to keep the positional accuracy of both as high as possible. They are attached to a common housing, and a magnesium alloy is adopted as the material of the housing to improve the dimensional accuracy of the housing itself.
しかしながら、光学ユニットのハウジングは高温にさらされるだけでなく、そのハウジングの反射型表示素子が取り付けられる取付枠部は、ハウジングがマグネシウム合金製であるために脆いということが云える。そのため、ハウジングの反射型表示素子が取り付けられる取付枠部の構成に一定の対策を講じることによって、ハウジングに取り付けられる反射型表示素子の取付強度を高めてその取付精度を改善することが要望されていた。 However, it can be said that the housing of the optical unit is not only exposed to a high temperature, but the mounting frame portion to which the reflective display element of the housing is attached is fragile because the housing is made of a magnesium alloy. Therefore, there is a demand for improving the mounting accuracy of the reflective display element mounted on the housing by increasing the mounting strength of the reflective display element mounted on the housing by taking a certain measure in the configuration of the mounting frame portion to which the reflective display element of the housing is mounted. It was.
本発明は以上の状況の下でなされたものであり、ハウジングの取付枠部に反射型表示素子を取り付ける場合に、その反射型表示素子を複数箇所で多点支持してハウジングに取り付けることを基本とし、その際に上掲の特許文献1によって示されている別部品としてのスペーサを用いることなく、反射型表示素子の取付強度を高めてその取付精度を改善することのできる投影装置の光学ユニットを提供することを目的とする。
The present invention has been made under the above circumstances, and when a reflective display element is attached to a mounting frame portion of a housing, the reflective display element is supported at multiple points at a plurality of points and attached to the housing. In this case, the optical unit of the projection apparatus can improve the mounting accuracy by increasing the mounting strength of the reflective display element without using a spacer as a separate part shown in
また、本発明は、反射型表示素子にばね圧を付加してハウジングの取付箇所に取り付ける場合に、その反射型表示素子を多点で支持している突片の微少な圧縮変形を抑制することのできる対策を講じることによって、反射型表示素子のリワーク(着脱)に際してもその取付精度が低下しにくくなる投影装置の光学ユニットを提供することを目的とする。 In addition, the present invention suppresses minute compressive deformation of a projecting piece that supports the reflective display element at multiple points when spring pressure is applied to the reflective display element and attached to the mounting location of the housing. It is an object of the present invention to provide an optical unit of a projection apparatus in which the mounting accuracy is not easily lowered even when the reflective display element is reworked (detached) by taking measures that can be performed.
本発明に係る投影装置の光学ユニットは、光源からの光を変調する反射型表示素子と、この反射型表示素子により変調された光をスクリーン上に投影する投写レンズ群と、上記反射型表示素子が取り付けられた第1取付枠部及び上記投写レンズ群が取り付けられた第2取付枠部とを一体に備えたハウジングとを有し、上記反射型表示素子の制御回路を備えてその反射型表示素子に重ね合わされた制御基板が、上記第1取付枠部にばね圧で押圧された状態でビス止めされて上記ばね圧が上記反射型表示素子に付加されている。そして、上記第1取付枠部の複数箇所に、上記反射型表示素子のフランジ部に突き当たってその反射型表示素子を上記ばね圧に抗して支える突片が追加されている。 An optical unit of a projection apparatus according to the present invention includes a reflective display element that modulates light from a light source, a projection lens group that projects light modulated by the reflective display element on a screen, and the reflective display element. A housing having a first mounting frame portion to which the projection lens group is attached and a second mounting frame portion to which the projection lens group is attached, and a control circuit for the reflective display element. The control board superimposed on the element is screwed to the first mounting frame portion while being pressed by the spring pressure, and the spring pressure is applied to the reflective display element. And the protrusion piece which abuts against the flange part of the said reflection type display element and supports the reflection type display element against the said spring pressure is added to several places of the said 1st attachment frame part.
この構成であれば、ハウジングに備わっている第1取付枠部の複数箇所に追加されている突片によって反射型表示素子のフランジ部が多点支持される。そのために上掲の特許文献1によって示されている別部品としてのスペーサを用いる必要がなくなり、それだけ部品点数が少なくて済むという利点がある。
If it is this structure, the flange part of a reflection type display element will be multi-point supported by the protrusion piece added to the multiple places of the 1st attachment frame part with which the housing is equipped. Therefore, it is not necessary to use a spacer as a separate part shown in the above-mentioned
本発明では、上記突片が、上記フランジ部の3箇所に突き当たっていることが望ましく、これによれば、反射型表示素子ががたつきなく多点支持される。 In the present invention, it is desirable that the projecting piece is in contact with three locations of the flange portion, and according to this, the reflective display element is supported at multiple points without rattling.
本発明において、上記突片は、上記第1取付枠部との連設箇所である根元部の長さと上記フランジ部に突き当たっている先端部の長さが等長である矩形に形作られているものであっても、上記第1取付枠部との連設箇所である根元部の長さが上記フランジ部に突き当たっている先端部の長さよりも長い台形に形作られているものであってもよいけれども、後者のように突片が台形に形作られていると、前者のように突片が矩形に形作られているものに比べ、その突片自体の強度、特に高さ方向での圧縮変形強度が向上するので、反射型表示素子のリワークに際してもその取付精度が低下しにくくなるという利点がある。 In the present invention, the projecting piece is formed in a rectangular shape in which the length of the root portion, which is the connection portion with the first mounting frame portion, and the length of the tip portion that abuts on the flange portion are equal. Even if it is a thing, even if the length of the base part which is a connection location with the said 1st attachment frame part is formed in the trapezoid longer than the length of the front-end | tip part which has faced the said flange part, However, if the projecting piece is shaped like a trapezoid like the latter, the strength of the projecting piece itself, especially the compressive deformation in the height direction, will be higher than that of the former, where the projecting piece is shaped like a rectangle. Since the strength is improved, there is an advantage that the mounting accuracy of the reflective display element is less likely to be lowered during rework.
本発明では、上記突片と上記第1取付枠部とに亘って突片の高さ方向での圧縮変形を抑制する補強ブラケットが形成されていることが望ましい。これによれば、補強ブラケットによって突片がさらに補強され、その突片の高さ方向での圧縮変形がさらに向上するだけでなく、その耐撓み性を高められるために、反射型表示素子のリワークに際してもその取付精度がいっそう低下しにくくなるという利点がある。 In the present invention, it is desirable that a reinforcing bracket for suppressing compressive deformation in the height direction of the protruding piece is formed across the protruding piece and the first mounting frame portion. According to this, the projecting piece is further reinforced by the reinforcing bracket, and not only the compressive deformation of the projecting piece in the height direction is further improved, but also its bending resistance is improved. At this time, there is an advantage that the mounting accuracy is more difficult to decrease.
本発明に係る投影装置の光学ユニットは、光源からの光を変調する反射型表示素子と、この反射型表示素子により変調された光をスクリーン上に投影する投写レンズ群と、上記反射型表示素子が取り付けられた第1取付枠部及び上記投写レンズ群が取り付けられた第2取付枠部とを一体に備えたマグネシウム合金製のハウジングとを有し、上記反射型表示素子の制御回路を備えてその反射型表示素子に重ね合わされた制御基板が、上記第1取付枠部にばね圧で押圧された状態でビス止めされて上記ばね圧が上記反射型表示素子に付加されている投影装置の光学ユニットにおいて、上記第1取付枠部に、上記反射型表示素子のフランジ部の3箇所に突き当たってその反射型表示素子を上記ばね圧に抗して支える突片が追加されていて、その突片は、上記第1取付枠部との連設箇所である根元部の長さが上記フランジ部に突き当たっている先端部の長さよりも長い台形に形作られていると共に、その突片と上記第1取付枠部とに亘って突片の高さ方向での圧縮変形を抑制する補強ブラケットが形成されている、という構成を採用することによっていっそう具体化される。この発明の作用などについては、後述する実施形態を参照して詳細に説明する。 An optical unit of a projection apparatus according to the present invention includes a reflective display element that modulates light from a light source, a projection lens group that projects light modulated by the reflective display element on a screen, and the reflective display element. And a magnesium alloy housing integrally provided with a first mounting frame portion to which the projection lens group is attached and a control circuit for the reflective display element. An optical element of the projection apparatus in which the control board superimposed on the reflective display element is screwed to the first mounting frame portion while being pressed by the spring pressure, and the spring pressure is applied to the reflective display element. In the unit, a projecting piece is added to the first mounting frame portion so as to abut against the three flange portions of the reflective display element and support the reflective display element against the spring pressure. The base portion, which is a continuous portion with the first mounting frame portion, is formed into a trapezoid whose length is longer than the length of the tip portion that is in contact with the flange portion. The present invention is further embodied by adopting a configuration in which a reinforcing bracket that suppresses compressive deformation in the height direction of the protruding piece is formed across the frame portion. The operation of the present invention will be described in detail with reference to embodiments described later.
以上のように、本発明によれば、ハウジングの取付枠部に反射型表示素子を多点支持方式で取り付ける場合に、スペーサなどの余分な部品を用いることなく、反射型表示素子の取付強度を高めてその取付精度を改善することが可能である。特に、反射型表示素子を多点支持するための突片の形状を台形に形作ったり、その突片に補強ブラケットを付加したものでは、その突片の形状や補強ブラケットの特性により高さ方向での微少な圧縮変形が抑制されるために、反射型表示素子の取付精度がさらに改善されてリワークに際しても取付精度の低下を回避しやすくなる。このことから、本発明の光学ユニットの構成は、量産性を高める上で有益であり、ユーザにとっては良質の画像を楽しむことができるという実益がある。 As described above, according to the present invention, when the reflective display element is attached to the mounting frame portion of the housing by the multipoint support method, the attachment strength of the reflective display element can be increased without using extra parts such as a spacer. It is possible to improve and improve the mounting accuracy. In particular, if the shape of the protrusion for supporting the reflective display element at multiple points is made trapezoidal or if a reinforcement bracket is added to the protrusion, the height of the protrusion depends on the shape of the protrusion and the characteristics of the reinforcement bracket. Therefore, the mounting accuracy of the reflective display element is further improved, and it is easy to avoid a decrease in mounting accuracy during rework. For this reason, the configuration of the optical unit of the present invention is beneficial in increasing mass productivity, and has the advantage that the user can enjoy high-quality images.
図1は本発明に係る投影装置の光学ユニットのハウジング1の正面図、図2は図1のII−II線に沿う部分の断面図、図3は突片44と共に反射型表示素子6や制御基板8などを示した分解斜視図、図4は反射型表示素子6の取付構造を示した断面図、図5(A)〜(D)は突片44の形状を例示した部分斜視図である。
FIG. 1 is a front view of a
図1及び図2に示したハウジング1は、光源ランプからの光をハウジング1の内部に導くコンデンサレンズ及び導光部材(不図示)が取り付けられる取付部2、平面ミラーや曲面ミラー(不図示)が取り付けられるミラー取付部3のほか、後述する反射型表示素子6が取り付けられる第1取付枠部4、投写レンズ群(不図示)が取り付けられる第2取付枠部5などを備えていて、このハンジング1をマグネシウム合金によって略箱形に製作することによって上記したコンデンレーレンズ及び導光部材や、各ミラー、反射型表示素子6、投写レンズ群などの取付精度を高めてある。
The
第1取付枠部4には、反射型表示素子6が嵌合される略矩形の開口41を備えた面板部42と、その面板部42の左右の各端部の上下2箇所ずつに設けられたボス部43と、上記開口41の周囲で面板部42から突出された突片44とが設けられていて、この実施形態では、突片44の設置箇所として、開口41の上下2箇所と開口41の側部1箇所の上下対称位置を選択してある。
The first
図3に示したように、反射型表示素子6は、素子本体61を保持している矩形の縁枠62の周囲にフランジ部63を備えていて、この反射型表示素子6がホルダー7に対して位置決めされた状態でそのホルダー7に保持される。8は制御基板であり、この制御基板8は、反射型表示素子6の制御回路を有していると共に、その制御回路と反射型表示素子6とを電気的に接続するためのコンタクト群(不図示)や、反射型表示素子6の裏側に具備された放熱部が嵌合される開口(不図示)を備えている。9はヒートシンクであり、制御基板8に重ね合わされて、その制御基板8の上記開口に臨まされた反射型表示素子6の放熱部に接触する。
As shown in FIG. 3, the
図3又は図4から判るように、ホルダー7に保持されている反射型表示素子6は、そのフランジ63の3箇所がハウジング1の突片44に突き当てられる。また、ホルダー7の裏側に制御基板8が重ね合わされると共に、その制御基板8の裏側にヒートシンク9が配備される。そして、ヒートシンク9と制御基板8とに具備されている挿通孔91,81を挿通させた調整ビス10を、上記第1取付枠部4のボス部43のねじ孔にねじ込んであると共に、調整ビス10に嵌合させたコイルばねでなるばね体11のばね圧を、ヒートシンク9及び制御基板8を介してホルダー7に付加してある。したがって、反射型表示素子6にはばね体11のばね圧が付加されて、そのばね圧の大きさに見合う力でフランジ部63の3箇所が突片44によって支えられている。
As can be seen from FIG. 3 or FIG. 4, the
なお、反射型表示素子6は、変調信号がオンのときとオフのときとで画素面の傾き角が変化し、オンの変調信号が与えられた反射型表示素子6の画素面は、その反射光をハンジング1の第2取付枠部5(図1又は図2参照)に取り付けられた投写レンズ群(不図示)に入射させる傾きを持ち、オフの変調信号が与えられた反射型表示素子6の画素面は、その反射光を上記投写レンズ群(不図示)に入射させない傾きを持つ。
Note that the tilt angle of the pixel surface of the
この実施形態の光学ユニットによれば、箱形のハウジング1の第1取付枠部4の上下対称な3箇所に追加されている突片44によって反射型表示素子6のフランジ部63ががたつきなく3点支持される。そのために冒頭に掲げた特許文献1によって示されている別部品としてのスペーサを用いる必要はなく、それだけ部品点数を少なく抑えることが可能である。また、反射型表示素子6のフランジ部63は、調整ビス10のねじ込み代を増減することによってその大きさが増減調節されるばね体11のばね圧に見合う力で突片44によって支えられているので、調整ビス10のねじ込み代を増減することによって傾き角度の微細な調節が可能であり、そのことが、反射型表示素子6の取付精度を高めることに役立つだけでなく、反射型表示素子6のフランジ部63を突片44によって支えさせているという構成によってその取付強度も向上する。
According to the optical unit of this embodiment, the
図5には第1取付枠部4に設けられて反射型表示素子6に付加されているばね圧に抗してその反射型表示素子6を支えるという作用を発揮する上記突片44の形状などを種々例示してある。同図(A)の突片44は、第1取付枠部4の面板部42との連設箇所である根元部45の長さが反射型表示素子6のフランジ部63(図3又は図4参照)に突き当たる先端部46の長さよりも長い台形に形作られている。このような台形状の突片44は、その形状によって発揮される特性によって、きわめて大きな高さ方向の圧縮変形強度を発揮する。そのために、反射型表示素子6をばね圧に抗して支えた場合でも、高さ方向に圧縮されてその高さが変化するという事態が起こりにくく、そのことが、反射型表示素子6をリワークする際にも反射型表示素子6の取付精度が低下しにくいことが判っている。同図(B)は、そのような台形状の突片44に、その突片44と第1取付枠部4の面板部42とに亘って突片44の高さ方向での圧縮変形を抑制する補強ブラケット47を追加して形成した事例である。これによれば、補強ブラケット47によって突片44が補強され、その突片44の高さ方向での圧縮変形がさらに向上するだけでなく、その耐撓み性をも高められるために、反射型表示素子6のリワークに際してもその取付精度がいっそう低下しにくくなるという利点がある。
FIG. 5 shows the shape of the protruding
同図(c)の突片44は、第1取付枠部4の面板部42との連設箇所である根元部45の長さが反射型表示素子6のフランジ部63(図3又は図4参照)に突き当たる先端部46の長さと等長である矩形に形作られている。このような矩形の突片44は、その形状によって発揮される特性によって、比較的大きな高さ方向の圧縮変形強度を発揮する。そのために、反射型表示素子6をばね圧に抗して支えた場合でも、高さ方向に圧縮されてその高さが変化するという事態が起こりにくく、そのことが、反射型表示素子6をリワークする際にも反射型表示素子6の取付精度が低下しにくいということが云える。しかしながら、同図(A)(B)に示した台形状の突片44に比べると、その高さ方向の圧縮変形強度は劣ることが判っている。このことから、リワークの際の反射型表示素子6の取付精度を向上させるためには突片44を台形状に形作っておくことが望ましいと云える。同図(D)は、矩形の突片44に、その突片44と第1取付枠部4の面板部42とに亘って突片44の高さ方向での圧縮変形を抑制する補強ブラケット47を追加して形成した事例である。これによれば、補強ブラケット47によって突片44が補強され、その突片44の高さ方向での圧縮変形がさらに向上するだけでなく、その耐撓み性をも高められるために、反射型表示素子6のリワークに際してもその取付精度が低下しにくくなるという利点がある。
The protruding
なお、図1〜図5では、同一又は相応する要素に同一符号を付してある。 1 to 5, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals.
1 ハウジング
4 第1取付枠部
5 第2取付枠部
6 反射型表示素子
8 制御基板
44 突片
45 突片の根元部
46 突片の先端部
47 補強ブラケット
63 フランジ部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記第1取付枠部に、上記反射型表示素子のフランジ部の3箇所に突き当たってその反射型表示素子を上記ばね圧に抗して支える突片が追加されていて、その突片は、上記第1取付枠部との連設箇所である根元部の長さが上記フランジ部に突き当たっている先端部の長さよりも長い台形に形作られていると共に、その突片と上記第1取付枠部とに亘って突片の高さ方向での圧縮変形を抑制する補強ブラケットが形成されていることを特徴とする投影装置の光学ユニット。 A reflective display element that modulates light from a light source, a projection lens group that projects light modulated by the reflective display element onto a screen, a first attachment frame portion to which the reflective display element is attached, and the above A control board having a magnesium alloy housing integrally provided with a second mounting frame portion to which a projection lens group is attached, and having a control circuit for the reflective display element, and being superimposed on the reflective display element However, in the optical unit of the projection apparatus in which the first mounting frame portion is screwed in a state of being pressed by a spring pressure, and the spring pressure is applied to the reflective display element.
The first mounting frame is provided with a projecting piece that abuts against the three flange portions of the reflective display element and supports the reflective display element against the spring pressure. The length of the base portion, which is a continuous portion with the first mounting frame portion, is formed into a trapezoid that is longer than the length of the tip portion that abuts against the flange portion, and the protruding piece and the first mounting frame portion An optical unit of the projection apparatus, wherein a reinforcing bracket for suppressing compressive deformation in the height direction of the projecting piece is formed.
上記第1取付枠部の複数箇所に、上記反射型表示素子のフランジ部に突き当たってその反射型表示素子を上記ばね圧に抗して支える突片が追加されていることを特徴とする投影装置の光学ユニット。 A reflective display element that modulates light from a light source, a projection lens group that projects light modulated by the reflective display element onto a screen, a first attachment frame portion to which the reflective display element is attached, and the above A control board having a control circuit for the reflection type display element and being superimposed on the reflection type display element, and a housing integrally provided with a second mounting frame portion to which the projection lens group is attached. In the optical unit of the projection device, wherein the spring pressure is applied to the reflective display element by being screwed to the mounting frame portion while being pressed by the spring pressure.
A projection device characterized in that a plurality of protrusions are provided at a plurality of locations of the first mounting frame portion so as to abut against the flange portion of the reflective display element and support the reflective display element against the spring pressure. Optical unit.
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JP2014056061A (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Ricoh Co Ltd | Image projection device |
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2006
- 2006-04-26 JP JP2006122269A patent/JP2007293117A/en active Pending
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JP2014056061A (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Ricoh Co Ltd | Image projection device |
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