JP3724326B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源より表示素子に光を照射し表示素子からの光をスクリーンに投射する投射型ディスプレイ装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、投射型ディスプレイ装置は大画面のスクリーンに対して奥行きを少なくすることが出来る点で通常ブラウン管を用いたディスプレイ装置よりも有利である。例えばこの種の装置としては特開平１０−３１９５０１号公報、或いは特開平１０−９７０００号公報に記載された表示装置が有る。
【０００３】
即ち、投射型ディスプレイ装置は、光源からの光を表示素子に入射するとともに入力データに対応して制御された光を投射する光学ユニットと反射ミラーとスクリーンと、これらを支える筐体とからなっており、光学ユニットから投射された光は反射ミラーを介してスクリーンに背面から投射されてその前面に画像データ等を投影するようになっている。特に特開平１０−３１９５０１号公報においては、スクリーン上の投影画像の位置調整を可能にするために反射ミラーを２個所に設けている。
【０００４】
一方、光学ユニットは、光源と、光源からの光を表示素子に照射する照明系と、表示素子と、表示素子からの光を投射する投射系とからなっている。
【０００５】
照明系としては色を時分割で分離する方法がある。この種の装置としては例えば、特開平１０−４８５４２号公報に記載された表示装置がある。この提案においては、所望の色を分離するカラーフィルタセグメントが固着されたカラーディスクと、回転駆動するためのモータよりなり、モータにカラーディスクを固定したカラーディスクユニットを備え、光源からの光を、モータにより回転するカラーディスクに入射させ、時分割的に分離した光を表示素子に照射するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
投射型ディスプレイ装置は静音化が求められている。そしてテレビ用途などの場合には静かなシーンでは騒音が目立つためさらに厳しい静音化が求められる。
【０００７】
照明系に、所望の色を分離するカラーフィルタが固着されたカラーディスクと、回転駆動するためのモータよりなり、カラーディスクをモータに固定したカラーディスクユニットを備え、光源からの光を、モータにより回転するカラーディスクに入射させ、時分割的に分離した光を表示素子に照射する光学系を用いる場合においては、カラーディスクの回転速度は例えば７２００ｍｉｎ−１と高速であり、モータの機械的ノイズ、風切音などが発生し、騒音レベルが大きくなる。
【０００８】
しかしながら上記した従来例においては騒音については考慮されておらず、大きな騒音が発生する恐れが有る。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来例の問題点を解消し、静粛な表示装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、本発明では、所望の色を分離するカラーフィルタが固着されたカラーディスクと、回転駆動するためのモータよりなり、カラーディスクをモータに固定したカラーディスクユニットを保持するモータホルダのカラーディスク対向面に、カラーディスクの回転による騒音を抑制するための構図物を設ける。
【００１１】
また、モータホルダと係合してカラーディスクを覆うカバーを設け、そのカバーのカラーディスク対向面に、カラーディスクの回転による騒音を抑制するための構造物を設ける。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を説明する。
【００１６】
図１から図６は本発明を説明するための表示装置の全体図である。
【００１７】
図１は表示装置２０の正面図、図３は表示装置２０の上面図、図５は表示装置２０の側面図であり、装置全体の概観を示す。図において１は筐体、２はスクリーンを示す。本発明による表示装置２０は、スクリーン２より下の寸法が非常に小さいことが大きな特徴である。またスクリーン２の外側の筐体１の部分は非常に薄くなっており表示装置２０の大きさはスクリーン２の大きさにより定まる。更に図３に示すように表示装置２０はその奥行き方向で大きく絞り込まれた形状となっており、コーナへの設置等に便利である。
【００１８】
図２は表示装置２０の正面図、図４は表示装置２０の上面図、図６は表示装置２０の側面図であり、特に４は反射ミラーを示し、後述する表示光学ユニットから反射ミラー４を介してスクリーン２に至る光路を破線矢印で示している。反射ミラー４は筐体１の奥行方向で略半分より後ろ側で且つ上部に斜めに配置され、図２及び図６に破線矢印で示す所定の投射光路を得る。上記のように反射ミラー４は奥行き方向で略半分より後ろ側に配置されるので、表示光学ユニットも相対的に後側に配置することが出来る。また図６に示すように表示光学ユニットから反射ミラー４に至る投射系と反射ミラー４からスクリーン２に至る反射系とが略同一の空間となることから、表示光学ユニットを後ろ側でかつ相対的に上側に配置することが出来る。よって表示装置２０を小形化することが出来る。
【００１９】
図７は表示装置２０の正面図、図８は表示装置２０の上面図、図９は表示装置２０の側面図であり、筐体１の一部を切り欠いて内部の表示光学ユニット３を図示している。表示光学ユニット３により下方から投射された光は筐体１の後ろ側に斜めに設置された反射ミラー４により略水平方向に向きを変えスクリーン２に背面より投射される。高さ関係は図７及び図９に示すように表示光学ユニット３の下端は筐体１の下端と一致し、表示光学ユニット３の中央付近がスクリーン２の下端と略一致する。また奥行方向では、表示光学ユニット３の中の光源系が筐体１の後ろ側に配置される。よって図６で説明した効果とあいまって表示装置の大幅な小形化を図ることが出来る。
【００２０】
更に図１３は表示光学ユニット３の正面図、図１４は表示光学ユニット３の上面図を示す。５は光源系、９は照明系、１９は投射系を示す。図１３に示すように各々は略等しい高さ関係にあり、表示光学ユニット３の全体寸法をコンパクトにしている。また上面図１４に示すように、光源系５は装置の後ろ側に配置され、投射系１９は反射ミラー４との関係から装置の中央近辺に配置され、更に照明系９は光源系５の上端と投射系１９の下端とを斜めに結ぶように配置される。本実施例によれば光源系５は装置の後ろ側にあるため、装置外部より直接アクセスできるので光源の交換は極めて容易である。
【００２１】
従って、表示光学ユニット３は、それ自体の高さ、奥行き及び横幅を十分コンパクトにすることができ、反射ミラー４からスクリーン２に至る光路(図６に破線矢印で示す)を避けて配置することが出来る。即ち、反射ミラー４からスクリーン２にいたる光路の下端は図６に示すように斜めになっており、装置の後ろ側ほど光路の下側に高さ方向の余裕が生じる事となる。本実施例では表示光学ユニット３は反射ミラー４の直下でかつ装置奥行き方向の後ろ側に配置されるので、表示光学ユニット３は表示装置２０の内部で従来よりも高い位置に配置することができ、図７に示すようにスクリーン２の下端よりはみ出す寸法が大きく低減される。よって、筐体１はスクリーン２より下方の寸法が小さく装置全体を極めてコンパクトにすることができる。
【００２２】
また表示光学ユニット３が装置の後ろ側に配置されるので、反射ミラー４は筐体１の奥行き方向で略半分より後ろ側に有る。従って、反射ミラー４はスクリーン２との距離が確保され、スクリーンからの不所望の反射光等による画質性能の劣化を防いでいるとともに、反射ミラーの面積を低減することができ、装置の小型軽量化に大きく寄与している。
【００２３】
図１０から図１２は本発明を説明するための表示光学ユニット２１における表示光学ユニットの部品配置図である。図１０は正面図、図１１は上面図、図１２は側面図である。
【００２４】
５は光源系を示す。６はメインリフレクタであり発光源である管球を内部に保持している。本実施例では後述するライトパイプ１３に光を集光するために断面は楕円形状としている。即ち、管球はメインリフレクタ６の第１焦点に略一致した位置に配置され、ライトパイプ１３の入射開口付近が第２焦点に略一致するように配置される。また照明系との組合せによっては断面は放物形状等各種の形状が考えられることは当然である。７はサブリフレクタであり光源の光利用効率を高めるものである。本実施例における表示装置２０に塔載された状態では、メインリフレクタ６側を下にして配置され光は略上方に出射される。このように配置することにより管球即ち第１焦点から第２焦点までの距離を所定量確保できるので光の集光性を高め照明系９での光利用効率を向上している。
【００２５】
８は反射ミラーであり光源系５からの出射光を略９０度以上折り曲げて照明系９に入射させるものである。反射ミラー８の折り曲げにより照明系９は全体として斜めに配置され、上方より入射して光は下方に導かれる。また反射ミラー８は紫外線及び赤外線の可視光以外の領域を吸収或は透過させる膜が形成されており不要な光が照明系９に入射して熱による弊害が発生することを低減している。また光源系５より上向きに出射された可視光は反射ミラーで全て照明系９に入射し、照明系９では光は下向きに照射されるので、漏れ光が装置前面のスクリーン２に影響を及ぼすことが少なくなる。
【００２６】
１０はカラーディスクでありモータ１１とカラーフィルタ１２とからなっている。カラーフィルタ１２はＲＧＢ色に対応した各セグメントから構成されてモータ１１の回転により時分割的に色を分離するものである。１３はライトパイプでありカラーフィルタ１２により色分割された光を空間的に均一化して出射する。１４及び１５は照明系レンズでありライトパイプ１３からの出射光を表示素子１８に対して所定の拡大率で、また収差を補正して照射する。ライトパイプとしては、中空で内面が反射面のタイプと、中実のタイプとが考えられる。照明系９は上記のように色の分離、倍率及び収差補正の機能を有しており、斜めに構成配置された時に高さ方向寸法は光源系５の高さ寸法と略同等である。また斜めに構成することにより横方向の寸法を不要に大きくすることもない。これにより表示光学ユニット３の高さ寸法及び横方向寸法が不要に大きくなることはない。
【００２７】
１６は反射ミラーであり照明系レンズ１５からの出射光を折り曲げてプリズム１７に側面より入射させる。プリズム１７に入射した光は内部の反射面で折り曲げられてプリズム１７の下方に配置された表示素子１８に入射する。表示素子１８は表示光学ユニット３の最下端に位置し、前述の光源系５の最下端と同等の高さ関係に有る。表示素子１８は最下端に有るため、装置内部で他の要因で熱的な影響を受けることが少なく、冷却機構を簡単なものとすることができる。更に照明系９が斜めに構成されるので、表示素子１８と光源系５との距離を所定量離すことが出来るので、表示素子１８は光源系５の熱的影響を受け難くなっている。よって冷却機構ひいては表示装置２０の小型軽量化を図り易いとともに表示素子１８の性能を安定なものとすることが出来る。
【００２８】
表示素子１８は反射型であり反射された光は再びプリズム１７に入射し所望の光のみが投射系１９に入射する。また投射系１９からは反射ミラー４に向かって即ち略上方に光が出射する。投射系１９はその高さ方向寸法が光源系５と略同等であり、結果として表示光学ユニット３の高さ寸法を不要に拡大することはない。
【００２９】
図１５、１６、１７を用いてカラーディスク１０を保持するハウジング３０の説明をする。図１５はハウジング３０の構成を示す説明図、図１６はハウジング３０の断面図、図１７はハウジング３０の内部構造を示す説明図であり、（１）はカバー側の構造、（２）はモータホルダ側の構造を示す。
【００３０】
図において３０はハウジングであり、モータホルダ３１とディスクカバー３２より成る。モータホルダ３１にはモータ１１が固定され、カバー３２はモータホルダ３１と係合し、カラーフィルタ１２を包み込む。
【００３１】
３３、３４は光束通過用の開口であり、組み合わせ時には光束通過用開口３３、３４は略一致している。３５はモータホルダ３１に設けられた構造物としての壁であり、カラーディスク１０と同心円状に設けられている。３６はカバー３２に設けられた構造物としての壁である。壁３５、３６はカラーフィルタ１２とは離間している。
【００３２】
壁３５、３６によりカラーフィルタ１２の回転によりカラーフィルタ１２の外周方向に生じる空気の流れが壁により整流でき、これにより空気の流れをスムーズとなり、大きな渦が生じにくく、その結果、騒音が減少し、静音化に寄与する。
【００３３】
また、モータの機械的ノイズ等中心部からの騒音も側面方向については壁面が遮へい板の効果があり、騒音を低減できる。
【００３４】
構造物として図１８に示す形状としてもよい。図１８はハウジングの内部構造を示す説明図であり、（１）はカバー側の構造、（２）はモータホルダ側の構造を示す。
【００３５】
４１はモータホルダ３１に設けられた構造物としての円形の壁であり、カラーディスク１０と同心となっている。光束通過用開口３３の部分についてはカラーフィルタ１２に入射する光束を遮らないように切欠かいている。
【００３６】
４２はカバー３２に設けられた構造物としての円形の壁であり、カラーディスク１０と同心となっている。光束通過用開口３４の部分についてはカラーフィルタ１２から出射する光束を遮らないように切欠かいている。高さについては前述の実施例と同様にカラーフィルタ１２に対して離間する高さである。
【００３７】
本構造物によれば、空気の流れる空間を小さくでき、大きな空間内で生じる空気の流れの渦よりも渦が小さくなり、その結果、騒音が減少し、静音化に寄与する。
【００３８】
また、空間が大きい場合には半径の大きい外周側の速い流速のため、全体の流速が速くなるが、空間を小さく区切ることで内側の流速は半径が小さい分遅くなるため、騒音が小さくなる。
【００３９】
また、モータの機械的ノイズ等中心部からの騒音も側面方向については壁面が遮へい板の効果があり、騒音を低減できる。
【００４０】
さらに構造物を図１９に示すようにしてもよい。図１９はハウジングの内部構造を示す説明図であり、（１）はカバー側の構造、（２）はモータホルダ側の構造を示す。
【００４１】
５１はモータホルダ３１に設けられた構造物としての断面円形の突起であり、光束通過用開口３３の部分を除き、カラーディスク１０と同心に複数均等に配置されている。
【００４２】
５２はカバー３２に設けられた構造物としての断面円形の突起であり、光束通過用開口３３の部分を除き、カラーディスク１０と同心に複数均等に配置されている。高さについては上述の実施例と同様にカラーフィルタ１２に対して離間する高さである。
【００４３】
カラーフィルタ１２の回転によりカラーフィルタ外周方向に生じる空気の流れが突起５１，５２に当たることにより渦が小さくなり、その結果、騒音が減少し、静音化に寄与する。
【００４４】
また、モータの機械的ノイズ等中心部からの騒音も側面方向については複数の突起により遮へい板の効果があり、騒音を低減できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、カラーディスクの対抗面に空気の流れを整流する壁面や空気の渦を小さくする突起物等の構造物を設けることにより、静粛な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としての表示装置の外観例を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態としての表示装置の外観例を示す上面図である。
【図３】本発明の実施形態としての表示装置の外観例を示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態としての表示装置の表示光学ユニットを示す正面図である。
【図５】本発明の実施形態としての表示装置の表示光学ユニットを示す上面図である。
【図６】本発明の実施形態としての表示装置の表示光学ユニットを示す側面図である。
【図７】本発明の実施形態としての表示装置の外観例を示す正面図であり、内部の光学ユニットを示す一部破断図である。
【図８】本発明の実施形態としての表示装置の外観例を示す正面図であり、内部の光学ユニットを示す一部破断図である。
【図９】本発明の実施形態としての表示装置の外観例を示す正面図であり、内部の光学ユニットを示す一部破断図である。
【図１０】本発明の実施形態としての表示光学ユニットの光学部品の配置関係を示す正面図である。
【図１１】本発明の実施形態としての表示光学ユニットの光学部品の配置関係を示す上面図である。
【図１２】本発明の実施形態としての表示光学ユニットの光学部品の配置関係を示す側面図である。
【図１３】本発明の実施形態としての光学ユニットを示す正面図である。
【図１４】本発明の実施形態としての光学ユニットを示す上面図である。
【図１５】本発明の実施形態としてのハウジングの構成を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施形態としてのハウジングの断面図である。
【図１７】本発明の実施形態としてのハウジングの内部構造を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施形態としてのハウジングの内部構造を示す説明図である。
【図１９】本発明の実施形態としてのハウジングの内部構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１…筐体、
２…スクリーン、
３…表示光学ユニット、
４…反射ミラー、
５…光源系、
８、１８…反射ミラー、
９…照明系、
１０…カラーディスク、
１１…モータ、
１２…カラーフィルタ、
１８…表示素子、
１９…投射系、
２０…表示装置
２１…表示光学ユニット、
３０…ハウジング、
３１…モータホルダ、
３２…カバー、
３５、３６…壁、
４１、４２…壁、
５１、５２…突起、

Claims (6)

1. 光源を有する光源系と、
   光源からの光を表示素子に照射する照明系と、
   照射された光を制御して出射する表示素子と、
   表示素子からの光を投射する投射系とを備えた表示光学ユニットと、
   前記照明系において、所望の色を分離するためのフィルタが固着されたカラーディスクと、
   前記カラーディスクを回転駆動するモータと、
   前記モータが固定されるモータ保持部材のカラーディスクに対向する面に、前記カラーディスクの回転により発生する空気の流れを整流する複数の構造物とを有することを特徴とする表示装置。
2. 光源を有する光源系と、
   光源からの光を表示素子に照射する照明系と、
   照射された光を制御して出射する表示素子と、
   表示素子からの光を投射する投射系とを備えた表示光学ユニットと、
   前記照明系において、所望の色を分離するためのフィルタが固着されたカラーディスクと、
   前記カラーディスクを回転駆動するモータと、
   前記モータが固定されるモータ保持部材と、
   前記モータ保持部材と係合するカバーと、
   前記カバーの前記カラーディスクに対向する面に、前記カラーディスクの回転により発生する空気の流れを整流する複数の構造物とを有することを特徴とする表示装置。
3. 前記モータ保持部材は、前記カラーディスクの回転により発生する空気の流れを整流するための形状を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記構造物は、壁面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 前記構造物は、突起であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の表示装置。
6. 前記構造物は、前記カラーディスクと同心円に配置した壁面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の表示装置。

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