JP3538128B2 - 投写装置 - Google Patents

投写装置

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JP3538128B2
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    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
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  • Projection Apparatus (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成素子から
の光を投写光学系によりスクリーンに投影する投写装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】テレビ受像機やパソコン等の情報機器の
モニター，その他の各種表示装置用の表示デバイスとし
て液晶表示素子が多く用いられている。液晶表示素子の
中でも近年、液晶表示素子をプロジェクタの作像手段と
して用いたものが小型でかつ大画面表示を可能とした表
示装置として利用されている。
【０００３】図４は従来例に係る液晶プロジェクタの一
例を説明する模式図であって、図４（ａ）は斜視図、図
４（ｂ）は光学系を示す概略図である。
【０００４】図４において、液晶プロジェクタは、筺体
２３内に光源装置（照明光源）２０、液晶パネル２１、
結像光学系２２を収納しており、結像光学系２２を筺体
２３の一側面に取り付けている。
【０００５】光源装置２０から放射された照明光は液晶
表示素子２１に入射し、該液晶表示素子２１に生成した
画像で照明光を変調して、これを結像光学系２２で拡大
し、スクリーン２４上に大画面を再生するようになって
いる。ここで使用されている液晶表示素子２１は透過型
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図４に示
す従来例に係る液晶プロジェクタでは、筺体２３からの
光（投写光）の出口は結像光学系２２であるが、この結
像光学系２２はレンズ等による屈折光学素子で構成され
て筺体２３に固定されており、結像光学系２２内で各屈
折光学素子の外形精度を維持し、また焦点位置の調節機
構も結像光学系の一部分を動かすことのみで行うように
なっている。
【０００７】また特開平１１−１２５８６５号公報など
に開示されている図５に示す結像光学系２２は、反射光
学素子で光学系が構成され偏芯光学系となっており、各
反射光学素子の配置（間隔）誤差及び角度誤差が画像劣
化を引き起こし、また迷光の予測が困難であるため、結
像光学系２２を構成する全ての反射光学素子を１つの筐
体２３に配置する一体構造としているが、焦点調節を１
つの反射鏡の移動によって行うために、その反射鏡の取
付け精度を保持して筐体に取付ける必要があり、さらに
焦点調整時にも反射鏡を精度よく保持する必要があり、
反射鏡の保持機構及び焦点の調整機構が複雑となり、結
果として高価になってしまうという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、結像光学系を構成する反
射光学素子の組立て後に反射光学素子相互間の調整を不
要とした投写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】前記目的を達成するた
め、本発明に係る投写装置は、画像形成素子からの光を
スクリーンに投影する投写光学系を有する投写装置にお
いて、前記投写光学系を構成する光学素子を全て反射光
学素子で構成し、前記全ての反射光学素子の相対位置関
係を固定して前記反射光学素子を筐体に設置し、前記筐
体を可動させて前記画像形成素子に対する前記投写光学
系全体の位置を調整可能としたものである。
【００１０】また前記反射光学素子は反射鏡である。
【００１１】また前記反射光学素子或いは筐体の一方に
基準穴を設け、その他方に基準ピンを設け、前記基準穴
と前記基準ピンの結合により前記反射光学素子の相対位
置関係を固定して前記全ての反射光学素子を筐体に設置
したものである。
【００１２】また前記反射光学素子を固定する部分の外
形形状に倣った嵌合穴を前記筐体に設け、前記反射光学
素子の固定部を前記筐体の嵌合穴に嵌合して前記反射光
学素子の相対位置関係を固定して前記反射光学素子を筐
体に設置したものである。
【００１３】また前記反射光学素子を固定する部分の周
縁部に突き当てる突き当て箇所を前記筐体に設け、前記
反射光学素子の固定部を前記筐体の突き当て箇所に突き
当て前記反射光学素子の相対位置関係を固定して前記反
射光学素子を筐体に設置したものである。
【００１４】また前記反射光学素子を取付けた筐体に、
前記画像形成素子からの光束のうち迷光を除去する遮光
部を設けたものである。
【００１５】また前記反射光学素子を取付けた筐体に、
前記投写光学系中の光束に含まれる無用な光束を除去す
る絞り部を設けたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
【００１７】図１〜図３に示すように本発明に係る投写
装置は、画像形成素子５からの光をスクリーン（図４
（ａ）参照のスクリーン２４に相当する）に投影する投
写光学系を有している。
【００１８】前記投写光学系は図１に示すように、投写
光学系を構成する光学素子を全て反射光学素子（反射鏡
１，２，３，４）により構成し、前記全ての反射光学素
子（反射鏡１，２，３，４）の相対位置関係を固定して
前記反射光学素子（反射鏡１，２，３，４）を筐体６に
設置し、前記反射光学素子（反射鏡１，２，３，４）の
相対位置関係を固定したままで前記筐体６を可動させて
前記画像形成素子５に対する投写光学系１０全体の位置
を調整可能としたものである。また前記反射光学素子と
しては反射鏡１，２，３，４を用いている。
【００１９】本発明によれば、全ての反射光学素子（反
射鏡１，２，３，４）の相対位置関係を固定したままで
筐体６を可動させてスクリーンに対する投写光学系１０
全体の位置を調整するため、焦点調整時に各反射光学素
子（反射鏡１，２，３，４）の配置（間隔）に誤差を生
じさせることはなく、各反射光学素子（反射鏡１，２，
３，４）の取付け基準を１つの板状の筐体６で管理する
ことができ、組み立て後の反射光学素子（反射鏡１，
２，３，４）の位置調整は不要とすることができる。
【００２０】さらに全ての反射光学素子（反射鏡１，
２，３，４）を筐体６に一体構造として取付けているた
め、１つの反射光学素子（反射鏡１，２，３，４）の裏
面、又は１つの反射光学素子（反射鏡１，２，３，４）
の取付け基準面を角度基準とすることによって、他の反
射光学素子（反射鏡１，２，３，４）の角度誤差をなく
すことができる。
【００２１】さらに１つの筐体６を移動することによ
り、反射鏡（結像光学系）全体を動かすことができ、各
反射光学素子（反射鏡１，２，３，４）の位置ずれ及び
倒れもなく容易に焦点調節を行うことができる。
【００２２】（実施形態１）次に本発明の具体例を詳細
に説明する。図２は本発明の実施形態１を示す斜視図で
ある。
【００２３】図２に示す本発明の実施形態１における投
写光学系は４つの反射鏡１，２，３，４の組合わせから
構成されている。
【００２４】前記４つの反射鏡１，２，３，４のうち反
射鏡１は板状筐体６の裏面側で画像形成素子５の前方位
置に配置され、反射鏡３，４は板状筐体６の表面側に配
置され、反射鏡２は板状筐体６を上下に貫通する開口部
６ａに配置され、反射鏡１は画像形成素子５からの光束
を反射鏡２に向けて反射し、反射鏡２は反射鏡１からの
光束を反射鏡３に反射し、反射鏡３は反射鏡２からの光
束を反射鏡４に反射し、反射鏡４は反射鏡３からの光束
をスクリーン（図４（ａ）参照のスクリーン２４に相当
する）に向けて投写光７として反射投射する相対位置関
係を固定して筐体６に設置している。
【００２５】また図１に示すように板状筐体６の裏面６
ｂ側に、画像形成素子５からの光束を有効光束に制限す
る遮光部９を設けている。図１に示す遮光部９は、板状
をなし、その中央部に開口９ａを設け、画像形成素子５
からの光束を開口９ａに通し画像形成素子５からの光束
のうち迷光を遮光して、迷光による画像劣化を防止する
ようになっている。また投写光学系の光束に含まれる無
用な光束を除去する絞り部１４を設けている。図１に示
す絞り部１４は、投写光学系のうち反射鏡２への入射側
光路に設けており、絞り部１４は前段の反射鏡１で反射
した光束に含まれる無用な光束を除去するようになって
いる。
【００２６】次に図１に示す反射鏡４を例にとって固定
構造について説明する。図１に示す反射鏡４は底辺４ｂ
が上辺４ａより広い台形形状を呈しており、その前面の
鏡面４ｃで前段の反射鏡３からの光を投写光７として反
射するようになっている。
【００２７】図２に示す実施形態１では、筐体６の上面
６ｃのうち反射鏡４を設置する位置に基準ピン８ａを設
け、反射鏡４の底面側に基準穴８ｂを設け、前記基準穴
８ｂと前記基準ピン８ａの結合により、反射鏡４と他の
反射鏡１，２，３との相対位置関係を固定して反射鏡４
を筐体６に設置している。
【００２８】なお、反射鏡４についてのみ図示して固定
構造を説明したが、残りの反射鏡１，２，３について
も、前記基準穴８ｂと前記基準ピン８ａの結合により、
他の反射鏡１，２，３，４との相対位置関係を固定して
筐体６に設置している。この場合、基準ピン８ａと各反
射鏡１，２，３，４の反射面の直角度、及び平行度を反
射鏡毎に１分以内に精度を維持しながら、焦点調節を可
能とする。
【００２９】図１及び図２に示すように画像形成素子５
からの光は反射鏡１に入射しその反射鏡１で反射され、
反射鏡２により筐体６の裏面６ｂ側から筐体６の表面６
ｃ側に開口部６ａを通して反射され、筐体６の表面６ｃ
側の反射鏡３，４によりスクリーン（図４（ａ）参照の
スクリーン２４に相当する）に投写される。
【００３０】焦点調節を行うためには、反射鏡１，２，
３，４の相対位置関係、間隔を保持したまま、画像形成
素子５に対して板状筐体６を前後に移動して行う。
【００３１】以上のように本発明の実施形態によれば、
１枚の板状筐体に全ての反射鏡を相互位置関係を固定し
て配置することにより、その反射鏡相互間の基準面を取
りやすくし、角度誤差，配置誤差などを管理しやすくす
ることができる。
【００３２】さらにスクリーンに対する投写光学系の性
能を十分発揮するためには、焦点調節を全体移動で行う
必要があり、１枚の板状筐体を移動するのみで、各反射
鏡の配置，角度精度を維持したまま簡単に焦点調節を行
うことができる。
【００３３】さらに有効光線が折り返し反射鏡を通過す
る光学系の場合、その迷光を光学系内で除去しようとす
ると有効光線を妨げることになってしまうが、本発明の
構成では、板状筐体６に迷光除去用の遮光部９を簡単に
取り付けることができ、迷光による画像劣化を防止する
ことができる。また反射鏡１で反射した光束に含まれる
無用な光束を除去する絞り部１０を反射鏡１と反射鏡２
との間に簡単に設けることができ、前記無用な光束を除
去することができる。
【００３４】（実施形態２）図３は本発明の実施形態２
を示す斜視図である。図２に示す実施形態１では基準ピ
ンと基準穴との組合せを用いて、全ての反射鏡１，２，
３，４の相対位置関係を固定して前記反射鏡１，２，
３，４を筐体６に設置したが、図３（ａ），（ｂ）に示
す実施形態２では、基準ピンを用いずに固定するもので
ある。
【００３５】図３（ａ）に示す実施形態２では、筐体６
の上面６ｂのうち反射鏡４を固定する部分の外形形状に
倣った嵌合穴１１を筐体６に設け、反射鏡４の固定部４
ｄを筐体６の嵌合穴１１に嵌合して反射鏡１，２，３，
４の相対位置関係を固定して反射鏡４を筐体６に設置し
たものである。また反射鏡４と嵌合穴１１の凹凸部１２
ａ，１２ｂを凹凸嵌合させて位置決め及び固定をより確
実に行う。
【００３６】なお、反射鏡４についてのみ図示して固定
構造を説明したが、残りの反射鏡１，２，３について
も、前記嵌合穴１１と前記反射鏡４の固定部４ｄの結合
により、他の反射鏡１，２，３，４との相対位置関係を
固定して筐体６に設置するようになっている。
【００３７】図３（ｂ）に示す実施形態２では、反射鏡
４を固定する部分の周縁部に突き当てる突き当て箇所１
３を筐体６に設け、反射鏡４の固定部４ｄを筐体６の突
き当て箇所１３に突き当て反射鏡１，２，３，４の相対
位置関係を固定して反射鏡４を筐体６に設置したもので
ある。
【００３８】なお、反射鏡４についてのみ図示して固定
構造を説明したが、残りの反射鏡１，２，３について
も、他の反射鏡１，２，３，４との相対位置関係を固定
して筐体６に設置するようになっている。
【００３９】図３に示す実施形態によれば、図２に示す
実施形態と同様な効果を得ることができるものである。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、全
ての反射光学素子の相対位置関係を固定したままで筐体
を可動させてスクリーンに対する投写光学系全体の位置
を調整するため、焦点調整時に各反射光学素子の配置
（間隔）に誤差を生じさせることはなく、各反射光学素
子の取付け基準を１つの筐体で管理することができ、か
つ組み立て後の反射光学素子の位置調整は不要とするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における投写光学系を示す構成図であ
る。
【図２】本発明の実施形態１を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態２を示す斜視図である。
【図４】従来例に係る液晶プロジェクタの一例を説明す
る模式図である。
【図５】結像光学系を反射光学素子で構成した従来例を
示す構成図である。
【符号の説明】
１，２，３，４ 反射鏡 ４ｄ 固定部 ５ 画像形成素子 ６ 筐体 ７ 投写光 ８ａ 基準ピン ８ｂ 基準穴 ９ 遮光部 １１ 嵌合穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３５８ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３５８ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ Ｋ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/18 G02F 1/1335 520 G03B 21/28 H04N 5/74

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像形成素子からの光をスクリーンに投
    影する投写光学系を有する投写装置において、 前記投写光学系を構成する光学素子を全て反射光学素子
    で構成し、前記全ての反射光学素子の相対位置関係を固
    定して前記反射光学素子を筐体に設置し、 前記筐体を可動させて前記画像形成素子に対する前記投
    写光学系全体の位置を調整可能としたことを特徴とする
    投写装置。
  2. 【請求項２】 前記反射光学素子は反射鏡であることを
    特徴とする請求項１に記載の投写装置。
  3. 【請求項３】 前記反射光学素子或いは筐体の一方に基
    準穴を設け、その他方に基準ピンを設け、前記基準穴と
    前記基準ピンの結合により前記反射光学素子の相対位置
    関係を固定して前記全ての反射光学素子を筐体に設置し
    たことを特徴とする請求項１又は２に記載の投写装置。
  4. 【請求項４】 前記反射光学素子を固定する部分の外形
    形状に倣った嵌合穴を前記筐体に設け、前記反射光学素
    子の固定部を前記筐体の嵌合穴に嵌合して前記反射光学
    素子の相対位置関係を固定して前記反射光学素子を筐体
    に設置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の投
    写装置。
  5. 【請求項５】 前記反射光学素子を固定する部分の周縁
    部に突き当てる突き当て箇所を前記筐体に設け、前記反
    射光学素子の固定部を前記筐体の突き当て箇所に突き当
    て前記反射光学素子の相対位置関係を固定して前記反射
    光学素子を筐体に設置したことを特徴とする請求項１又
    は２に記載の投写装置。
  6. 【請求項６】 前記反射光学素子を取付けた筐体に、前
    記画像形成素子からの光束のうち迷光を除去する遮光部
    を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の投写
    装置。
  7. 【請求項７】 前記反射光学素子を取付けた筐体に、前
    記投写光学系中の光束に含まれる無用な光束を除去する
    絞り部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載
    の投写装置。
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