JP6929134B2 - Projection type display device - Google Patents
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Description
本発明は、光学素子を挿入して仕様の変更が可能な投写型表示装置に関する。 The present invention relates to a projection type display device whose specifications can be changed by inserting an optical element.
近年、投写型表示装置の用途は、プレゼンテーション、プロジェクションマッピング、フライトシュミレーター、3D映像投影などの種々の分野へ拡大している。これに伴い、投影画像の色域拡大、コントラスト向上、3D画像投影などの分野ごとに要求される仕様も多岐に渡る。 In recent years, the applications of projection display devices have expanded to various fields such as presentations, projection mapping, flight simulators, and 3D image projection. Along with this, there are a wide variety of specifications required for each field such as enlargement of the color gamut of the projected image, improvement of contrast, and 3D image projection.
このような要求に応えるため、従来の光学構成に加えて、特殊な光学素子を投写型表示装置の内部に配置することや、特定の光学素子を特殊な光学素子に交換する提案がなされている。また、投写型表示装置と投写対象物との間に特殊な光学素子を配置することが提案されている。 In order to meet such demands, in addition to the conventional optical configuration, it has been proposed to arrange a special optical element inside the projection type display device or to replace a specific optical element with a special optical element. .. Further, it has been proposed to arrange a special optical element between the projection type display device and the projection object.
このような提案に対して、特許文献1には、偏光板や光学補償板の交換作業工数を抑制するため、容易に着脱可能で位置調整が可能な投写型表示装置が開示されている。特許文献2には、動画の画質改善を図るため、投写型表示装置から射出される光束を所定時間遮蔽する遮蔽手段を投写型表示装置の出側に配置する構成が開示されている。
In response to such a proposal,
しかしながら、特許文献1または特許文献2に開示された構成では、投写型表示装置の内部に特殊な光学素子を組み込むことや交換することにより、作業工数が多くなる可能性がある。また、これらの作業は専門性を要するため、投写型表示装置の使用中に交換作業を行うことは困難な場合が多い。この場合、投写型表示装置を一旦サービス拠点に移してから専門作業員による交換作業を行い、再びユーザへ返却するという工数が必要となる可能性が高い。また、投写型表示装置の出射側に特殊な光学素子や光学装置を配置すると、投写型表示装置の大型化により広い設置スペースの確保が必要となる。
However, in the configuration disclosed in
そこで本発明は、光学素子の交換が容易な小型の投写型表示装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention aims to provide a projection display equipment replacement easy compact optical element.
本発明の一側面としての投写型表示装置は、レンズ装置が着脱可能な投写型表示装置であって、光変調素子により変調された光束を合成する合成部と、前記合成部の出射面側に設けられ、前記合成部から出射した光束が通過する開口を有する保持部と、前記合成部を収納し、前記保持部が取り付けられる筺体とを有し、前記保持部には、光学素子を取り付けることが可能な取付部が設けられ、前記取付部は、前記保持部の第1の面に設けられた第1の取付部と、前記保持部の前記第1の面とは反対側の第2の面に設けられた第2の取付部と、を有し、前記第1の取付部には前記光学素子として第1の光学素子が取り付け可能であり、前記第2の取付部には前記光学素子として第2の光学素子が取り付け可能である。 The projection type display device as one aspect of the present invention is a projection type display device to which a lens device can be attached and detached. It has a holding portion provided with an opening through which a light beam emitted from the combining portion passes, and a housing for accommodating the combining portion and to which the holding portion is attached, and an optical element is attached to the holding portion. The mounting portion is provided with a first mounting portion provided on the first surface of the holding portion and a second mounting portion on the side opposite to the first surface of the holding portion. It has a second mounting portion provided on the surface, and the first optical element can be mounted as the optical element on the first mounting portion, and the optical element can be mounted on the second mounting portion. A second optical element can be attached .
本発明の他の側面としての投写型表示装置は、レンズ装置が着脱可能な投写型表示装置であって、光変調素子により変調された光束を合成する合成部と、前記合成部の出射面側に設けられ、前記合成部から出射した光束が通過する開口を有する保持部と、前記合成部を収納し、前記保持部が取り付けられる筺体と、を有し、前記保持部には、光学素子を取り付けることが可能な取付部が設けられ、前記筺体には、前記光学素子を冷却するための風路が形成されている。 The projection type display device as another aspect of the present invention is a projection type display device to which a lens device can be attached and detached, and has a compositing unit that synthesizes a luminous flux modulated by an optical modulation element and an emission surface side of the compositing unit. The holding portion is provided with an opening through which the light flux emitted from the composite portion passes, and a housing for accommodating the composite portion and to which the holding portion is attached. The holding portion is provided with an optical element. A mounting portion that can be mounted is provided, and an air passage for cooling the optical element is formed in the housing.
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。 Other objects and features of the present invention will be described in the following examples.
本発明によれば、光学素子の交換が容易な小型の投写型表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to exchange the optical element to provide a projection display equipment easy small.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、図11および図12を参照して、本発明の実施例1における投写型表示装置について説明する。図11は、本実施例におけるプロジェクタ(投写型表示装置)6の外観斜視図である。図12は、プロジェクタ6の内部斜視図であり、図11に示されるプロジェクタ6からカバー60を取り外した状態を示している。図12に示されるように、プロジェクタ6は光学ユニット(光学エンジンユニット)5を有する。プロジェクタ6には、画像を投写するための投写レンズ4(レンズ装置)が着脱可能に取り付けられている。
First, the projection type display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is an external perspective view of the projector (projection type display device) 6 in this embodiment. FIG. 12 is an internal perspective view of the
次に、図1を参照して、光学ユニット5の構成について説明する。図1は、光学ユニットの側面図であり、図1(a)はz方向から見た図、図1(b)はx方向から見た図をそれぞれ示している。図1に示されるように、光学ユニット5は、光源ユニット(光源部)1、照明光学ブロック(照明光学系)2、色分離合成ブロック(色分離合成光学系)3、および、投写ブロック(投写レンズ4)を有する。
Next, the configuration of the
次に、図2乃至図5を参照して、本実施例におけるプロジェクタ6の通常光学仕様について説明する。図2は、色分離合成ブロック3および投写ブロック(投写レンズ4)の斜視図である。図3は、プロジェクタ6の通常光学仕様の光学部品の構成図である。図4は、図2中の線W−Wに沿った断面図である。図5は、図3中の矢印Uから見た図であり、投写レンズ4を省略して示している。
Next, the normal optical specifications of the
投写レンズ(レンズ装置)4は、投写光学系41aとプロジェクタ6に対する取付部としてのフランジ部411aを有する。色分離合成ブロック3は、赤、青、緑の各色に対応する3つの光変調素子(液晶パネル)31、32、33、レンズシフトブロック34、筺体(保持部材)35、プリズムユニット36、ダイクロイックミラー37、および、枠体(保持部)38を有する。筺体35は、光変調素子31〜33、プリズムユニット36、ダイクロイックミラー37、枠体38、および、投写光学系41aを収納して保持する。
The projection lens (lens device) 4 has a projection
レンズシフトブロック34は、z方向シフト可動板341、x方向シフト可動板342、および、シフトベース343を有する。図5に示されるように、z方向シフト可動板341は、投写光学系41aのフランジ部411aと接続される。またz方向シフト可動板341は、投写光学系41aとの干渉を避けるため、開口341aを有する。x方向シフト可動板342は、z方向シフト可動板341を保持する。またx方向シフト可動板342は、投写光学系41aとの干渉を避けるため、開口を有する。シフトベース343は、x方向シフト可動板342を保持し、筺体35と接続される。またシフトベース343は、投写光学系41aとの干渉を避けるため、開口を有する。レンズシフトブロック34は、不図示のシフト板駆動部を有し、投写光学系41aをz軸方向およびx軸方向にそれぞれ移動させることが可能である。
The
光源ユニット1を含む複数の光学素子が配置された照明光学ブロック2から出射された白色光は、ダイクロイックミラー37に向かう。ダイクロイックミラー37の表面には、赤色波長および青色波長の光を反射し、緑色波長の光を透過する特性を有する膜がコーティングされている。ダイクロイックミラー37により反射された赤色波長および青色波長の光、および、ダイクロイックミラー37を透過した緑色波長の光は、各々の色に対応した光変調素子31、32、33に入射する。各々の光変調素子31、32、33により変調された光は、プリズムユニット36の内部に設けられた合成プリズム(合成部)361により合成される。合成プリズム36により合成された光束は、枠体38の開口385を通過し、投写光学系41aを介してスクリーンなどの投写対象物へ向かう。このように枠体38は、合成プリズム361の出射面側(合成プリズム361と投写光学系41aとの間)に設けられ、合成プリズム361から出射した光束が通過する開口385を有する。
The white light emitted from the illumination
図3に示されるように、枠体38は、色分離合成ブロック3の筐体35に対してビス386により締結される。また枠体38は、交換可能な投写光学系41aの取り外し方向と同じ向きに取り外しが可能である。すなわち枠体38は、ビス386を用いて、筺体35に対して着脱可能に取り付けられている。また枠体38は、プロジェクタ6から投写光学系41aを取り外した状態で、筺体35に対して着脱可能である。
As shown in FIG. 3, the
図5に示されるように、枠体38の外形は、z方向シフト可動板341の開口341aよりも小さい。このため、投写光学系41aを取り外した状態で、枠体38の取り外しおよび組み込みが可能となる。枠体38は、有効光束が通過する開口385を有する。すなわち枠体38は、開口385を介して有効光束を通過させ、他の光束を遮光する。図4に示されるように、枠体38の開口385(径D1)は、合成プリズム361の外形のサイズ(径D2)よりも小さい(D1<D2)。このような構成により、枠体38は、投写光学系41aへ入射する不要な光を遮光することが可能である。すなわち、投写画像の画面外に不要な光が映し出されることを抑制し、高品質な投写画像を得ることができる。
As shown in FIG. 5, the outer shape of the
次に、図6乃至図8を参照して、プロジェクタ6の特殊光学仕様について説明する。特殊光学仕様とは、例えばスクリーンに投写される映像の色域を拡大して、より色鮮やかな画像を得ると同時に、コントラストを向上させた画像を得るための光学仕様を意味し、通常光学仕様と区別して用いられる。図6は、特殊光学仕様の光学部品の構成図である。図7は枠体37の斜視図であり、図7(a)は一方の面側から見た図、図7(b)は他方の面側から見た図をそれぞれ示している。図8は、図6中の矢印Pから見た図である。
Next, the special optical specifications of the
図6に示されるように、特殊光学仕様では、図3を参照して説明した通常光学仕様とは異なり、プリズムユニット36の出射面と投写光学系41aの入射面との間に特殊なコーティング膜が施された光学素子(光学フィルタ)39a、39bが配置される。図7に示されるように、枠体38の両面にはそれぞれ取付部(凹部)383、384が形成されている。光学素子39a、39bは、取付部383、384において、枠体38の両面にそれぞれ取り付けられる。すなわち枠体38は、取付部として、枠体38の第1の面に設けられた取付部383(第1の取付部)と、枠体38の第1の面とは反対側の第2の面に設けられた取付部384(第2の取付部)とを有する。取付部383には光学素子39a(第1の光学素子)が取り付けられ、取付部384には光学素子39b(第2の光学素子)が取り付けられている。また枠体38には、光学素子39a、39bに冷却風を導いて光学素子39a、39bを冷却するための風路381、382が形成されている。
As shown in FIG. 6, in the special optical specification, unlike the normal optical specification described with reference to FIG. 3, a special coating film is formed between the exit surface of the
図8に示されるように、筺体35の側面には、枠体38に取り付けられた光学素子を冷却するための風路351が形成されている。枠体38の風路381、382は、風路351の位置に対応して設けられている。このような構成により、任意の温度管理が必要な特殊な光学素子を配置することが可能である。本実施例において、枠体38は、光学仕様に関わらず(通常光学仕様または特殊光学仕様のいずれにおいても)、光学ユニット5の内部に組み込まれている。
As shown in FIG. 8, an
なお、投写光学系41aと3つの光変調素子31、32、33との間に光学素子39a、39bが追加されることにより、焦点距離が変化する。このため本実施例では、図6に示されるように、投写光学系41aのフランジ部411aとレンズシフトユニット34との間に焦点距離を調整する調整部材42を設けることが好ましい。より好ましくは、調整部材42は任意の焦点距離を調整することが可能である。これにより、追加する光学素子の光軸方向の厚みや、入射面および出射面の倒れを考慮して調整することができる。このため本実施例によれば、仕様変更作業の容易性と小型化とを両立させた投写型表示装置を提供することができる。
The focal length changes by adding the
次に、図9および図10を参照して、本発明の実施例2について説明する。図9は、本実施例における通常光学仕様の光学部品の構成図である。図10は、図9中の矢印Qから見た図である。 Next, Example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a block diagram of optical components having normal optical specifications in this embodiment. FIG. 10 is a view seen from the arrow Q in FIG.
本実施例において、レンズ装置(投写レンズ)40は、投写光学系(投写ブロック)41b、フランジ部411b、および、円筒部(筺体)412bを有する。枠体(保持部)138は、投写レンズ40の入射面側に固定される。固定部材として締結用のビス387を用いることにより、枠体138は投写レンズ40の円筒部412bに対して着脱可能に取り付けられている。本実施例において、枠体138は、プロジェクタ6から出射した光束が通過する開口185を有する。投写レンズ40は、開口185を通過した光束を投写する。枠体138には、光学素子を取り付けることが可能な取付部(凹部)183が設けられている。図10に示されるように、枠体138は、投写光学系41bの入射面における円筒部412bの外形よりも円周方向に突出しない大きさとなっている。これにより、レンズシフト動作による枠体138と周辺部品との干渉を避けることができる。
In this embodiment, the lens device (projection lens) 40 has a projection optical system (projection block) 41b, a
その結果、投写条件などの変更により、投写レンズ40を交換する度に枠体138の付け替え作業が必要となるが、実施例1と同様の効果を得ることができる。このため、所定の光学素子を追加または交換することで投写画像の色域拡大やコントラスト向上などの光学仕様の機能を向上させることが可能な投写型表示装置に関し、仕様変更作業の容易性と小型化とを両立させることが可能である。また、そのような投写型表示装置に対して着脱することが可能なレンズ装置を提供することができる。
As a result, the
各実施例によれば、光学素子の交換が容易な小型の投写型表示装置を提供することができる。 According to each embodiment, it is possible to exchange the optical element to provide a projection display equipment easy small.
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although preferable examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.
例えば、有効光束以外の不要光を遮光しつつ、映像光の軸をずらす光路制御装置の取付け、取外しが可能な構造を兼ねることでその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能となる。 For example, by combining a structure in which an optical path control device that shifts the axis of image light can be attached and detached while blocking unnecessary light other than the effective luminous flux, various modifications and changes can be made within the scope of the gist.
6 プロジェクタ(投写型表示装置)
35 保持部材(筺体)
38 枠体(保持部)
361 合成プリズム(合成部)
383、384 取付部
6 Projector (projection type display device)
35 Holding member (housing)
38 Frame (holding part)
361 Synthetic prism (composite part)
383, 384 mounting part
Claims (13)
光変調素子により変調された光束を合成する合成部と、
前記合成部の出射面側に設けられ、前記合成部から出射した光束が通過する開口を有する保持部と、
前記合成部を収納し、前記保持部が取り付けられる筺体と、を有し、
前記保持部には、光学素子を取り付けることが可能な取付部が設けられ、
前記取付部は、前記保持部の第1の面に設けられた第1の取付部と、前記保持部の前記第1の面とは反対側の第2の面に設けられた第2の取付部と、を有し、
前記第1の取付部には前記光学素子として第1の光学素子が取り付け可能であり、
前記第2の取付部には前記光学素子として第2の光学素子が取り付け可能であることを特徴とする投写型表示装置。 It is a projection type display device with a removable lens device.
A synthesizer that synthesizes the luminous flux modulated by the light modulation element,
A holding portion provided on the exit surface side of the composite portion and having an opening through which the light flux emitted from the composite portion passes.
It has a housing that houses the composite part and to which the holding part is attached.
The holding portion is provided with a mounting portion to which an optical element can be mounted .
The mounting portion includes a first mounting portion provided on the first surface of the holding portion and a second mounting portion provided on a second surface of the holding portion opposite to the first surface. With a part,
A first optical element can be attached to the first attachment portion as the optical element.
A projection type display device characterized in that a second optical element can be attached to the second attachment portion as the optical element.
光変調素子により変調された光束を合成する合成部と、A synthesizer that synthesizes the luminous flux modulated by the light modulation element,
前記合成部の出射面側に設けられ、前記合成部から出射した光束が通過する開口を有する保持部と、A holding portion provided on the exit surface side of the composite portion and having an opening through which the light flux emitted from the composite portion passes.
前記合成部を収納し、前記保持部が取り付けられる筺体と、を有し、It has a housing that houses the composite part and to which the holding part is attached.
前記保持部には、光学素子を取り付けることが可能な取付部が設けられ、The holding portion is provided with a mounting portion to which an optical element can be mounted.
前記筺体には、前記光学素子を冷却するための風路が形成されていることを特徴とする投写型表示装置。A projection-type display device characterized in that an air passage for cooling the optical element is formed in the housing.
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