(57)【要約】【課題】軽量で、且つ、スクリーンと光学エンジンの相対位置ずれを生じにくい構造を有する投写型画像表示装置を提供する。【解決手段】投写型画像表示装置は、光学エンジン１００と、スクリーン１と、バックキャビネット２と、フロントキャビネット３とを備える。光学エンジン１００は、入力される画像信号に応じて光を出射する。スクリーン１は、光学エンジン１００から出射した光が入射し、当該光を画像として表示する。バックキャビネット２は、スクリーン１が取り付けられ、さらに、内部に光学エンジン１００が収容されている。フロントキャビネット３は、バックキャビネット２に取り付けられると共に、スクリーン１の前方に配置され、スクリーン１の表示部に対応する開口部３ａを有している。バックキャビネット２は、合成樹脂により一体成形されている。【選択図】図４
2010102245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像信号に応じて光を出射する光学エンジンと、
前記光学エンジンから出射された前記光が入射し、当該光を画像として表示するスクリーンと、
前記スクリーンが取り付けられ、内部に前記光学エンジンが収容されたバックキャビネットと、
前記バックキャビネットに取り付けられると共に、前記スクリーンの前方に配置され、前記スクリーンの表示部に対応する開口部を有するフロントキャビネットと
を備え、
前記バックキャビネットは、合成樹脂により一体成形されていること
を特徴とする投写型画像表示装置。
【請求項２】
前記バックキャビネットは、前記光学エンジンから前記スクリーンに投写される投写光の光路に沿って当該光路を囲む中空の略四角錐形状を有し、当該四角錐形状の頂点を含む底面を設置面としていることを特徴とする請求項１に記載の投写型画像表示装置。
【請求項３】
前記バックキャビネットは、前記スクリーンの背面の所定位置に当接するスクリーン座面を有し、
前記フロントキャビネットは、前記スクリーンを前記バックキャビネットの前記スクリーン座面に押し当てる押圧部材を介して、前記バックキャビネットに取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の投写型画像表示装置。
【請求項４】
入力される画像信号に応じて光を出射する光学エンジンと、
前記光学エンジンから出射された前記光が入射し、当該光を画像として表示するスクリーンと、
内部に前記光学エンジンが収容されたバックキャビネットと、
前記バックキャビネットに取り付けられると共に、前記スクリーンの前方に配置され、前記スクリーンの表示部に対応する開口部を有するフロントキャビネットと
を備え、
前記バックキャビネットが、前記光学エンジンから前記スクリーンに投写される投写光の光路に沿って当該光路を囲む中空の略四角錐形状を有し、当該四角錐形状の頂点を含む底面を設置面としていること
を特徴とする投写型画像表示装置。
【請求項５】
前記スクリーンは、前記バックキャビネットに取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の投写型画像表示装置。
【請求項６】
前記バックキャビネットは、合成樹脂により一体成形されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の投写型画像表示装置。
【請求項７】
前記バックキャビネットは、前記スクリーンの背面の所定位置に当接するスクリーン座面を有し、
前記フロントキャビネットは、前記スクリーンを前記バックキャビネットの前記スクリーン座面に押し当てる押圧部材を介して、前記バックキャビネットに取り付けられていることを特徴とする請求項４から６までのいずれか１項に記載の投写型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型画像表示装置の筐体構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の投写型画像表示装置では、十分な強度を有する鋼材からなる装置フレームに、大型のスクリーンや反射ミラー等を取り付けていた。しかしながら、このように鋼材からなる装置フレームを用いた場合、投写型画像表示装置の全体重量が増加するという問題があった。そこで、いずれも樹脂製のボトムキャビネットとリアカバーとフロントカバーとを組み合わせ、それぞれに金属製の補強部材を設けることで撓み等の変形を防止したものが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
一方、近年、投写型画像表示装置の薄型化の要請から、例えば装置の高さと奥行き（スクリーンから反射ミラーまでの距離）との比を１０：３程度にし、光学エンジンからの投写方向と水平方向とのなす角を極めて大きくした（すなわち投写角度を急峻にした）ものが開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７６９０１号広報（段落００５１〜００５３、図１０、図１１）
【特許文献２】特開２００７−１８３３０１号広報（段落００１６、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているように、ボトムキャビネット、リアカバー及びフロントカバーのそれぞれに金属の補強部材を設けた場合、投写型画像表示装置の全体重量が重くなる。
【０００６】
また、スクリーンと光学エンジンとの間に、ボトムキャビネット、リアカバー及びフロントカバーが介在することになるため、投写型画像表示装置の輸送時や使用時に外力が加わると、その外力の大きさによっては、ボトムキャビネットとリアカバー、或いはリアカバーとフロントカバーといった部品間の滑りが生じ、これにより光学エンジンとスクリーンとの相対位置ずれを生じる場合がある。この相対位置ずれは、外力を開放しても解消されずに残る場合が多く、投写画像の歪みの原因となる。特に、スクリーンと光学エンジンとの間に介在する部品が多いほど相対位置ずれが大きくなるため、投写画像の歪みが生じやすくなる。
【０００７】
特に、上記の特許文献２に開示されているような投写角度が急峻な投写型画像表示装置においては、光学エンジンとスクリーンとの相対位置ずれによる投写画像の歪みはより顕著に現れる。
【０００８】
さらに、６０インチを超えるような大型の投写型画像表示装置に、上述の急峻な投写角度の投写光学系を採用した場合、使用者が投写型画像表示装置の上端部等を押すなどして外力を加えると、リアカバー等が比較的小さい外力で変形するため、剛性感に乏しく製品として華奢な印象を与える。また、急峻な投写角度のために投写画像の歪みがより顕著に現れ、画像品位の低下が問題となる。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、軽量で、スクリーンと光学エンジンとの相対位置ずれを生じにくい投写型画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の投写型画像表示装置は、入力される画像信号に応じて光を出射する光学エンジンと、光学エンジンから出射された光が入射し、当該光を画像として表示するスクリーンと、スクリーンが取り付けられ、内部に光学エンジンが収容されたバックキャビネットと、バックキャビネットに取り付けられると共にスクリーンの前方に配置され、スクリーンの表示部に対応する開口部を有するフロントキャビネットとを備える。バックキャビネットは、合成樹脂により一体成形されている。
【００１１】
本発明の投写型画像表示装置は、また、入力される画像信号に応じて光を出射する光学エンジンと、光学エンジンから出射された光が入射し、当該光を画像として表示するスクリーンと、内部に光学エンジンが収容されたバックキャビネットと、バックキャビネットに取り付けられると共に、スクリーンの前方に配置され、スクリーンの表示部に対応する開口部を有するフロントキャビネットとを備える。バックキャビネットは、光学エンジンからスクリーンに投写される投写光の光路に沿って当該光路を囲む中空の略四角錐形状を有し、当該四角錐形状の頂点を含む底面を設置面としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光学エンジンとスクリーンの両方がバックキャビネットに取り付けられており、当該バックキャビネットが合成樹脂により一体成形されているため、光学エンジンとスクリーンとの間に介在する部品を最小限とし、投写画像の歪みの原因となる光学エンジンとスクリーンとの相対位置ずれを防止することができる。すなわち、軽量で、スクリーンと光学エンジンとの相対位置ずれを生じにくい投写型画像表示装置を実現することができる。
【００１３】
本発明によれば、また、バックキャビネットが中空の略四角錐形状を有しているため、例えばスクリーンの法線方向の外力がバックキャビネットの陵線を介して伝達されて四角錐形状の頂点に集約され、当該外力を（地面等に載置された）設置面で受けることができる。従って、投写型画像表示装置の例えば上端部に外力が加えられても変形が生じにくく、これにより装置の剛性を向上することができる。すなわち、軽量で、剛性が高く、さらにスクリーンと光学エンジンとの相対位置ずれを生じにくい投写型画像表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１の投写型画像表示装置の基本構成を示す斜視図である。図１に示すように、投写型画像表示装置は、スクリーン１と、スクリーン１に背面から画像を投写する光学エンジン１００とを備えて構成されている。光学エンジン１００は、図示しない光源と、光源から出射された光を入力信号に応じて空間変調して画像を形成する空間変調素子としてのＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）とを含む光源ユニット１０１を備える。光学エンジン１００は、さらに、光源ユニット１０１から出射された光を投写光線１０４としてスクリーン１に投写する反射ミラー１０２及び非球面ミラー１０３（投写光学系）を備える。
【００１５】
図１において、スクリーン１の水平軸方向及び鉛直軸方向を、それぞれＸ方向、Ｙ方向とする。また、スクリーン１の垂線の方向をＺ方向とする。Ｘ方向とＺ方向とにより規定されるＸＺ面は、水平面であるものとする。また、Ｚ方向において、スクリーン１から光学エンジン１００に向かう方向を＋Ｚ方向（後方）とし、光学エンジン１００からスクリーン１に向かう方向を−Ｚ方向（前方）とする。
【００１６】
図２は、図１に示した投写型画像表示装置の光学系を示す側面図である。ここでは、非球面ミラー１０３を用い、スクリーン１に対して投写光線１０４を広角に投写することにより、投影距離を短くし、奥行きの小さい薄型の投写型画像表示装置を実現している。その反面、投写光線１０４がスクリーン１に対して大きな入射角度で入射しているため、光学エンジン１００に対してスクリーン１が僅かに傾いても、スクリーン１への光の入射位置が大きく変化し、投写された画像に歪みが生じる。従って、投写型画像表示装置の筐体構造は、輸送や使用時に想定される外力を受けてもスクリーン１と光学エンジン１００との相対位置を高い精度で一定に保つことができる剛性を有している必要がある。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態１における投写型画像表示装置の筐体構造を示す斜視図である。スクリーン１は、投写光線１０４（図１）を平行光として出射するフレネルレンズ１ａと、当該フレネルレンズ１ａから出射された平行光を拡散させて拡散光として出射するレンチキュラーレンズ１ｂとを重ね合わせたものである。スクリーン１のフレネルレンズ１ａ及びレンチキュラーレンズ１ｂは、合成樹脂（例えばポリスチレン）により構成されている。
【００１８】
投写画像型表示装置は、スクリーン１を前端で支持すると共に、内部に光学エンジン１００を収容するバックキャビネット２を有している。バックキャビネット２は、その前端に、スクリーン１に対応する四角形の開口部２ａを有し、開口部２ａの各頂点から後方の頂点２ｂにかけて４本の陵線２ｇを有する中空の四角錐形状を有している。このバックキャビネット２の４側面（いずれも三角形）の一つである底面２ｃは、ＸＺ面内に延在しており、この底面２ｃの上に光学エンジン１００が配置されている。また、投写画像型表示装置は、底面２ｃ（ここでは水平面）を設置面として、地面に配置される。また、このバックキャビネット２の四角錐形状は、光学エンジン１００からスクリーン１に向かう投写光線１０４の光路を囲み、なお且つ当該光路に沿って広がる形状である。
【００１９】
バックキャビネット２は、例えばポリスチレン等の合成樹脂により、一体に成形されている。
【００２０】
バックキャビネット２の前端には、スクリーン１をバックキャビネット２に対して押圧するスクリーン押圧部材４と、フロントキャビネット３とが取り付けられている。
【００２１】
図４は、本発明の実施の形態１における投写型画像表示装置のスクリーン１、バックキャビネット２及びフロントキャビネット３の組立状態を示した部分断面図である。なお、図４に示す断面は、後述する図５に面Ａで示す断面に相当する。
【００２２】
図４に示すように、バックキャビネット２の開口部２ａには、スクリーン１の外周（四辺）を周囲から囲むスクリーン位置決め壁２ｄが形成されている。スクリーン位置決め壁２ｄの内側寸法は、スクリーン１とほぼ同じか僅かに大きい。また、スクリーン位置決め壁２ｄの内側には、スクリーン１の背面に当接する、ＸＹ面に平行なスクリーン座面２ｅが形成されている。スクリーン１は、スクリーン座面２ｅに当接した状態で、スクリーン位置決め壁２ｄの内側に取り付けられている。
【００２３】
フロントキャビネット３は、スクリーン１の表示部を規定する四角形の開口３ａを有する略平板状の部材であり、合成樹脂（例えばポリスチレン）により構成されている。フロントキャビネット３は、バックキャビネット２の前端（スクリーン位置決め壁２ｄの前端）に固定されている。なお、フロントキャビネット３には、ねじ穴３ｄが形成されており、バックキャビネット２の後方からスクリーン位置決め壁２ｄに設けられた貫通孔を貫通するように挿入されたねじ３ｂがねじ穴３ｄに係合する。これにより、フロントキャビネット３がバックキャビネット２に固定される。なお、ねじ穴３ｄの配置及び数は、フロントキャビネット３をバックキャビネット２に対して安定して固定できるように定められる。
【００２４】
スクリーン押圧部材４は、バックキャビネット２の開口部２ａの４辺に沿った形状を有する合成樹脂（例えばポリスチレン）製の枠状部４ａと、枠状部４ａの背面側に突出するゴム製の突出部４ｂとを有している。枠状部４ａと突出部４ｂとは、例えば２色押し出し成形により形成される。
【００２５】
フロントキャビネット３の背面（バックキャビネット２側の面）には、スクリーン押圧部材４の枠状部４ａの外周（四辺）を周囲から囲む保持部３ｃが形成されている。枠状部４ａは、フロントキャビネット３の保持部３ｃにはめ込まれて固定されている。また、スクリーン押圧部材４の突出部４ｂは、バックキャビネット２のスクリーン位置決め壁２ｄに装着されたスクリーン１に前方から当接し、スクリーン１をスクリーン座面２ｅに対して押圧している。
【００２６】
図５は、この発明の実施の形態１における投写型画像表示装置とこれに作用する外力及び反力を示す斜視図である。
図５に示すように、投写型画像表示装置の上端部２ｆにＺ方向の外力Ｆ１が加わった場合、当該外力Ｆ１はバックキャビネット２の陵線２ｇを介して頂点２ｂに伝わる。この頂点２ｂは、設置面である底面２ｃの一部として地面に接しているため、外力Ｆ１に対する地面からの反力Ｒ１を受けて、バックキャビネット２の陵線２ｇが突っ張ることとなり、外力Ｆ１による投写型画像表示装置の上端部２ｆの変位が抑制される。すなわち、外力Ｆ１によるバックキャビネット２の変形が抑制される。
【００２７】
また、投写型画像表示装置の上端部２ｆにＹ方向の外力Ｆ２が加わった場合、バックキャビネット２の開口部２ａには、当該開口部２ａとほぼ同じ大きさのスクリーン１が取り付けられているため（図４参照）、外力Ｆ２はバックキャビネット２及びスクリーン１のＹ方向の陵線２ｈを介してバックキャビネット２の下端部２ｉに伝達される。下端部２ｉは、設置面となる底面２ｃの一部として地面に接しているため、外力Ｆ２に対する地面からの反力Ｒ２を受けて、バックキャビネット２及びスクリーン１の陵線２ｈが突っ張ることとなり、外力Ｆ２による画像表示装置の上端部２ｆの変位が抑制される。すなわち、外力Ｆ２によるバックキャビネット２の変形が抑制される。
【００２８】
また、投写型画像表示装置の上端部２ｆにＸ方向の外力Ｆ３が加わった場合、この外力Ｆ３は、バックキャビネット２の開口部２ａを平行四辺形に変形させるように作用する。しかしながら、バックキャビネット２の開口部２ａには、当該開口部２ａとほぼ同じ大きさのスクリーン１が取り付けられているため（図４参照）、スクリーン１のＸＹ面内のせん断抵抗により、外力Ｆ３による画像表示装置の上端部２ｆの変位が抑制される。すなわち、外力Ｆ３によるバックキャビネット２の変形が抑制される。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、スクリーン１と光学エンジン１００とが、合成樹脂により一体成形されたバックキャビネット２に取り付けられているため（すなわち、スクリーン１と光学エンジン１００との間に介在するのはバックキャビネット２のみであるため）、輸送時や使用時に外力が加わったとしても、スクリーン１と光学エンジン１００との間に複数の部品を介在させた場合のような部品同士の位置ずれが外力開放後に残ることがない。従って、スクリーン１と光学エンジン１００との相対位置ずれを防止し、画像の歪みのない投写型画像表示装置を実現することができる。
【００３０】
また、バックキャビネット２が合成樹脂により一体成形されたものであるため、投写型画像表示装置の軽量化に資することができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、バックキャビネット２が、投写光線１４の光路を囲むと共に当該光路に沿って広がる中空の略四角錐形状を有し、当該四角錐形状の頂点２ｂを含む底面２ｃを設置面としているため、投写型画像表示装置に加わった外力を、四角錘形状の稜線を介して設置面で受けることができる。これにより、投写型画像表示装置の剛性を高めると共に、変形に伴う画像の歪みを防止することができる。
【００３２】
さらに、本実施の形態では、スクリーン１、バックキャビネット２、フロントキャビネット３及びスクリーン押圧部材４を、全て同程度の線膨張係数を有する合成樹脂で構成することにより、温度変化による膨張・収縮の差をほぼゼロにすることができ、これにより部品間の相対位置ずれや隙間の発生をより確実に防止することができる。そのため、温度変化が生じても、構造的なガタや画像の歪みの発生を抑制することができる。
【００３３】
また、フロントキャビネット３が、スクリーン押圧部材４を介してスクリーン１をバックキャビネット２に押圧するものであるため、仮にフロントキャビネット３がバックキャビネット２に対して相対的に位置ずれを生じたとしても、スクリーン１と光学エンジン１００（いずれもバックキャビネット２に保持されている）との相対位置に影響を与えることがない。従って、画像の歪みの発生を抑制することができる。
【００３４】
本実施の形態では、投写型画像表示装置の設置場所を地面として説明したが、テレビ台の載置面などに設置してもよい。すなわち、投写型画像表示装置に加わる外力を設置面２ｃを介して受けることができる十分な剛性があれば、設置場所を限定するものではない。
【００３５】
なお、本実施の形態では、バックキャビネット２を、光学エンジン１００からの投写光の光路に沿う中空の略四角錐形状とし、当該四角錐形状の頂点を含む底面を設置面としているが、例えば、バックキャビネット２が他の形状を有していても、スクリーン１と光学エンジン１００とを（合成樹脂により一体成形された）バックキャビネット２に取り付けていれば、スクリーン１とバックキャビネット２との相対位置ずれが生じにくい筺体構造を得ることができる。
【００３６】
また、本実施の形態では、スクリーン１と光学エンジン１００とをバックキャビネット２に取り付けているが、例えば、スクリーン１をフロントキャビネット３に取り付け、このフロントキャビネット３をバックキャビネット２に取り付けた構成であっても、バックキャビネット２を、光学エンジン１００からの投写光の光路に沿う中空の略四角錐形状とし、当該四角錐形状の頂点を含む底面を設置面とすれば、剛性の高い筺体構造を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、家庭又は業務用の投写型画像表示装置に適用することができる。なお、非球面ミラーを用いた投写光学系を有する大型の投写型画像表示装置では、急峻な投写角度にてスクリーンに画像が投写されるため、光学エンジンとスクリーンとの相対位置ずれによる投写画像の歪みはより顕著に現れる。従って、大画面の投写型画像表示装置ほど、本発明による効果は大きいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態１における投写型画像表示装置の基本構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１における投写型画像表示装置の光学系を示す側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における投写型画像表示装置の分解斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるスクリーン、バックキャビネット及びフロントキャビネットの組立状態を説明するための部分断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１における投写型画像表示装置と、これに作用する外力とを説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  スクリーン、  ２  バックキャビネット、  ２ａ  開口部、  ２ｂ  頂点、  ２ｃ  底面、  ２ｄ  スクリーン位置決め壁、  ２ｅ  スクリーン座面、  ２ｆ  上端部、  ２ｇ  陵線、  ２ｈ  陵線、  ２ｉ  下端部、  ３  フロントキャビネット、  ３ａ  開口部、  ３ｂ  ねじ部、  ３ｃ  保持部、  ３ｄ  ねじ穴、  ４  スクリーン押圧部材、  １００  光学エンジン、  １０１  光源ユニット、  １０２  反射ミラー、  １０３  非球面ミラー、  １０４  投写光線。
【図１】
2010102245.tif 000003
【図２】
2010102245.tif 000004
【図３】
2010102245.tif 000005
【図４】
2010102245.tif 000006
【図５】
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