(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源ランプユニットから出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写レンズユニットにより投写面上に拡大投写する光学ユニットと、この光学ユニットに電力を供給する電源ユニットと、前記光源ランプユニット、前記光学ユニットおよび前記電源ユニットを収納する外装ケースとを備えた投写型表示装置であって、
前記光学ユニットは、前記光束を複数色の光束に分離する色分離光学系と、分離された前記光束のそれぞれを前記画像情報に基づいて変調して変調光束として出射する変調系と、各々の前記変調光束を合成して前記投写レンズユニットに出射する色合成光学系とを備え、
前記投写レンズユニットおよび前記色合成光学系は、ヘッド板に搭載され、
前記外装ケース内には、前記ヘッド板を支持する支持部が設けられ、
前記ヘッド板は、前記投写レンズユニットの基端側が固定される垂直壁と、この垂直壁の下端部から水平方向に延びて前記色合成光学系を支持する底壁と、前記外装ケース内に設けられた前記支持部に支持される被支持部とを備え、
前記被支持部は、前記垂直壁に設けられ、かつ、この垂直壁のうち前記投写レンズユニットの外形の上端の高さ位置から下端の高さ位置までの高さ範囲内に設けられていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投写型表示装置において、
前記被支持部は、前記垂直壁のうち、前記投写レンズユニットの光軸と略同じ高さ位置に設けられていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の投写型表示装置において、
前記被支持部は、前記底壁と平行に前記垂直壁から突出して前記支持部に支持固定される固定面からなり、前記垂直壁には、この固定面と直交する補強リブが立設されていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の投写型表示装置において、
前記ヘッド板は、マグネシウム成形品からなることを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源ランプユニットから出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写レンズユニットにより投写面上に拡大投写する光学ユニットと、この光学ユニットに電力を供給する電源ユニットとを備えた投写型表示装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、光源ランプユニットから出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写レンズユニットにより投写面上に拡大投写する光学ユニットと、この光学ユニットに電力を供給する電源ユニットと、前記光学ユニットおよび前記電源ユニットを一体収納する外装ケースと、光学ユニットを制御するための複数の回路基板とを備えた投写型表示装置が知られている。
【０００３】
投写型表示装置の光学ユニットは、上述した光源ランプユニットおよび投写レンズユニットの他、光束を３原色の光束に分離する色分離光学系と、分離された光束のそれぞれを画像情報に基づいて変調光束として出射する変調系と、各々の変調光束を合成して投写レンズユニットに出射する色合成光学系とを備えている。
【０００４】
この光学ユニットの色分離光学系および変調系は、光源ランプユニットとともに所定の光路が確保されたライトガイド内に収納配置されている。このライトガイドは、上下に分割されたものであり、色分離光学系等の光学素子を上下から挟持するようになっている。
【０００５】
また、光学ユニットの色合成光学系および投写レンズユニットは、垂直壁およびこの垂直壁の下端から水平方向に延びる底壁を備えたヘッド板に搭載されている。具体的には、投写レンズユニットの基端側が垂直壁に固定されるとともに、色合成光学系が底壁上に配置され、これらの投写レンズユニットおよび色合成光学系は、垂直壁を介して光軸を合わせた状態で一体化されている。
【０００６】
このようなヘッド板は、その垂直壁の下端部を下ライトガイドにねじ止めすることによりライトガイドに固定され、ライトガイド内の変調系からヘッド板上の色合成光学系に変調光束が入射するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような投写型表示装置では、ヘッド板は、その垂直壁の下端部でライトガイドに結合されているので、この結合部分と投写レンズユニットの重心との距離が長く、投写レンズユニットの荷重によって垂直壁が撓んで、色合成光学系および投写レンズユニットの光軸がずれるおそれがあった。また、外乱、衝撃により投写レンズユニットが固定される部分に生じるモーメントは、ヘッド板の底壁および垂直壁の付根部に曲げ応力を生じさせるので、これにも対応しなければならなかった。このため、垂直壁は、多数のリブを設けたりすることで補強しなければならず、ヘッド板の構造が複雑化するという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、ヘッド板の構造を簡略化できる投写型表示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】
本発明は、光源ランプユニットから出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を投写レンズユニットにより投写面上に拡大投写する光学ユニットと、この光学ユニットに電力を供給する電源ユニットと、前記光源ランプユニット、前記光学ユニットおよび前記電源ユニットを収納する外装ケースとを備えた投写型表示装置であって、前記光学ユニットは、前記光束を複数色の光束に分離する色分離光学系と、分離された前記光束のそれぞれを前記画像情報に基づいて変調して変調光束として出射する変調系と、各々の前記変調光束を合成して前記投写レンズユニットに出射する色合成光学系とを備え、前記投写レンズユニットおよび前記色合成光学系は、ヘッド板に搭載され、前記外装ケース内には、前記ヘッド板を支持する支持部が設けられ、前記ヘッド板は、前記投写レンズユニットの基端側が固定される垂直壁と、この垂直壁の下端部から水平方向に延びて前記色合成光学系を支持する底壁と、前記外装ケース内に設けられた前記支持部に支持される被支持部とを備え、前記被支持部は、前記垂直壁に設けられ、かつ、この垂直壁のうち前記投写レンズユニットの外形の上端の高さ位置から下端の高さ位置までの高さ範囲内に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、投写レンズユニットの外形の上端の高さ位置から下端の高さ位置までの高さ範囲内とは、投写レンズユニットの上端および下端の各高さ位置と同じ高さ位置を含む。
【００１２】
本発明では、被支持部は、垂直壁における投写レンズユニットの外形の高さ範囲内の高さ位置に設けられているので、投写レンズユニットの重心に応じて生じる曲げモーメントにより、ヘッド板の垂直壁の付根部（下端部）に生じる曲げ応力を、外装ケースの支持部に効率よく分散・吸収させることができるから、曲げ応力の緩和を図ることができ、垂直壁の撓みを確実に防止できる。従って、垂直壁に複雑な補強構造を設けなくてもよくなるので、ヘッド板の構造を簡素化できるうえ、垂直壁を介して投写レンズユニットおよび色合成光学系を正確に位置決めできるから、光軸のずれを確実に防止できる。
【００１３】
なお、投写レンズユニットの外形が垂直壁と略同程度以上の大きさの場合、被支持部は、垂直壁全体の高さを１としたときに、当該垂直壁の下端から４分の１以上の高さ位置に設けることが好ましく、より好ましくは、３分の１以上３分の２以下の高さ範囲内である。
【００１４】
さらに、前記被支持部は、前記垂直壁のうち、前記投写レンズユニットの光軸と略同じ高さ位置に設けられていることが望ましい。
【００１５】
このような位置に被支持部を設けると、投写レンズユニットの重心の高さと被支持部の高さとをほぼ同等、もしくは、被支持部を重心よりも高くできるので、投写レンズユニットの荷重をより効率よく分散できるから、垂直壁の構造の一層の簡素化を実現できる。
【００１６】
以上において、前記被支持部は、前記底壁と平行に前記垂直壁から突出して前記支持部に支持固定される固定面からなり、前記垂直壁には、この固定面と直交する補強リブが立設されていることが望ましい。
【００１７】
このように被支持部を垂直壁に突設した固定面により構成すれば、被支持部を垂直壁を補強するため補強リブに兼用できる。また、この固定面と直交する補強リブを設けることで、簡単な構造で垂直壁の剛性を一層高めることができる。
【００１８】
さらに、前記ヘッド板は、マグネシウム成形品からなることが好ましく、これによると、比重を小さくできるので、装置の軽量化を実現できるうえ、優れた成形性を確保できる。さらに、マグネシウムは、薄肉成形が可能な利点を最大限活かして、軽量化を図りながら耐衝撃性の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の一形態である投写型表示装置を説明する。
【００２０】
１．装置の全体構成
図１（Ａ）、（Ｂ）には、第１実施形態に係る投写型表示装置１の正面図、背面図が示され、図２（Ａ）、（Ｂ）には、投写型表示装置１の上面図、底面図が示されている。
【００２１】
前記投写型表示装置１は、略直方体形状を有し、内部に後述する光学ユニット１０が収納される外装ケース２と、図１（Ａ）から判るように、この外装ケース２の正面に突出して設けられる投写レンズユニット６とを含んで形成される。
【００２２】
外装ケース２は、この投写レンズユニット６の略中央部分で上下に分割され、投写型表示装置１の上面部分を覆うアッパーケース３と、底面部分を覆うロアーケース４と、図１（Ｂ）に示す投写型表示装置１の背面部分を覆うリアケース５とから構成されている。
【００２３】
２．外装ケースの構造
アッパーケース３は、長方形の上壁３ａと、その後側を除く三方の辺からほぼ垂直に下方に延びている左右の側壁３ｂ、３ｃと、前壁３ｄとから構成されている。
【００２４】
アッパーケース３の上壁３ａの前方側の左右の端には、図２（Ａ）に示すように、多数の連通孔２５Ｒ、２５Ｌが形成され、これらの連通孔２５Ｒ、２５Ｌに対応する装置内部の部分には、内蔵スピーカ（図示略）が設けられている。また、上壁３ａの略中央部分には、投写型表示装置１の画質、ピント等を調整するための操作スイッチ２６が設けられている。
【００２５】
尚、図１（Ａ）から判るように、装置の前面には、操作スイッチ２６と同様の機能を有するリモコンを受光する受光板３５１が設けられ、当該投写型表示装置１を遠隔操作することが可能となっている。
【００２６】
ロアーケース４は、長方形の底壁４ａと、その後側を除く三方の辺からほぼ垂直に起立している左右の側壁４ｂ、４ｃおよび前壁４ｄから形成されている。
【００２７】
底壁４ａには、図２（Ｂ）に示すように、内部に収納される光源ランプユニット８（後述）を交換するためのランプ交換蓋２７と、装置内部を冷却するための空気取り入れ口２４０が形成されたエアーフィルタカバー２３が設けられている。
【００２８】
尚、ランプ交換蓋２７には、多数の吸気孔２７１が形成されていて、空気取り入れ口２４０からのみならず、この吸気孔２７１からも装置内部に冷却用空気が供給される。
【００２９】
また、底壁４ａには、図１および図２（Ｂ）に示すように、その後端の左右の角部に後端フット３１Ｒ、３１Ｌが設けられ、前端の投写レンズユニット６に対応する位置には、高さ調整用の前端フット３１Ｃが設けられ、これらは底壁４ａの下面側に突出している。
【００３０】
尚、後端フット３１Ｒには、回転により突出量を調整することのできる調整機構が設けられ、これにより、投写画面の水平方向の調整ができるとともに、前端フット３１Ｃには、図１（Ａ）および図２（Ａ）に示されるフットボタン３１０によって投写画面の上下方向の調整ができる調整機構が設けられている。
【００３１】
このようなロアーケース４の内部には、図３に示すように、電源ケーブルシールド板２４３が設けられ、この電源ケーブルシールド板２４３は、ＡＣ入力ラインを覆う配線挿通部２４４を備えている。
【００３２】
電源ケーブルシールド板２４３は、ＡＣ入力ラインから発生するノイズを遮断するために設けられ、加えて、後述する電源ユニット７のアースのバスラインを兼ねている。
【００３３】
また、前述した空気取り入れ口２４０は、スポンジ状のエアフィルタ２４１で覆われている。よって、空気取り入れ口２４０からの塵等の侵入を防ぐことができる。また、空気取り入れ口２４０の周囲部分には、発泡ウレタン製のクッション材２４２が配置され、空気取り入れ口２４０の周囲部分からの塵等の侵入も防ぐことができるようになっている。
【００３４】
図２から判るように、アッパーケース３の前壁３ｄおよびロアーケース４の前壁４ｄは、中央部分が僅かに前方に凸状態に湾曲しており、この部分には環状リム３２が周囲に形成された円形の開口３３が形成され、この開口３３から上述した投写レンズユニット６の前端側の部分が突出している。
【００３５】
この投写レンズユニット６の先端部分は、底壁４ａに沿って延出して設けられるガード部４２によって支持される。このガード部４２は、投写レンズユニット６の先端部分をフード状に覆う肉厚のリムである。このガード部４２に手を添えることにより、投写レンズユニット６に負担を掛けることなく、装置前端側を持ち上げることができる。
【００３６】
リアケース５は、アッパーケース３およびロアーケース４のインロー部分を外側から案内、保持する構造を基本としている。
【００３７】
尚、図１（Ｂ）では図示を略したが、リアケース５は、その上端がアッパーケース３の内側端縁に沿って形成される３箇所のフック部分に係合されるとともに、下端がロアーケース４の内側からねじ固定されることによって保持されている。
【００３８】
リアケース５の後壁５ｄには、図１（Ｂ）からわかるように、左側に外部電力供給用のＡＣインレット５１や各種の入出力端子群５０が配置され、また、その右側には、張り出し部分５０１が形成されている。張り出し部分５０１には、装置内部の空気を排出する排気口１６０が設けられる。
【００３９】
このように、リアケース５の後壁５ｄに信号ケーブル等のコードが接続されるＡＣインレット５１や入出力端子群５０が配置されているので、利用者が通常、位置する装置側面部に信号ケーブル等が接続されることがなく、使い勝手がよい。
【００４０】
３．装置の内部構造
図４には、投写型表示装置１の内部構造が示されている。上述した外装ケース２の内部には、画像情報を拡大投写する光学ユニット１０と、この光学ユニット１０の側方に配置され、当該光学ユニット１０に電力を供給する電源ユニット７とが一体収納されている。
【００４１】
また、光学ユニット１０の光源ランプユニット８に隣接する部分には、装置内部の空気を排出する排気ファン１６と排気口１６０とが設けられている。
【００４２】
３−１．光学ユニットの構造
光学ユニット１０は、光源ランプをランプハウジング内に収納した光源ランプユニット８と、この光源ランプユニット８から出射された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成する光学レンズユニット９と、光学レンズユニット９によって形成された光学像を合成するプリズムユニット９１０と、合成された光学像を投写面上に拡大投写する投写レンズユニット６とを含んで構成される。
【００４３】
光源ランプユニット８および光学レンズユニット９は、図４から判るように、外装ケース２の内部に設けられて平面略Ｌ字状の光路が確保されたライトガイド１００に収納される。プリズムユニット９１０は、ライトガイド１００の切り欠き部分９００１、９００２（図６参照）に配置され、投写レンズユニット６はこのライトガイド１００の側面から突出して設けられている。
【００４４】
図４から判るように、光源ランプユニット８から投写レンズユニット６に至る光路は全体として略Ｌ字状になっている。従って、ライトガイド１００の平面形状は、これに対応して、略Ｌ字形となっている。ライトガイド１００は、外装ケース２の内部空間の後側半分以上を占有している。なお、光源ランプユニット８は、図３に示す光源ランプユニット収納部８００の位置に交換可能な状態で収納される。
【００４５】
３−２．電源ユニットの構造
一方、電源ユニット７は、図４（Ａ）から判るように、投写レンズユニット６と外装ケース２に収納されたライトガイド１００の占有部分以外の部分、すなわち電源ユニット収納部７００に収納されている。そして、光源ランプユニット８の近傍を基端として外装ケース２の側壁２ｃに沿って前方に延びる本体部分７１と、この本体部分７１の前方端部で屈曲し、投写レンズユニット６に臨む延設部分７２とを備えた平面Ｌ字形を有している。
【００４６】
電源ユニット７の一方の端部となる延設部分７２の端部側面には、吸気用開口７５が形成されているとともに、他方の端部となる本体部分７１の端部側面には、排気用開口７７が形成されている。
【００４７】
尚、外装ケース２に形成される空気取り入れ口２４０は、プリズムユニット９１０の下方に位置するので、吸気用開口７５は空気取り入れ口２４０の近傍でありかつ投写レンズユニット６の近傍に配置されることとなる。
【００４８】
また、この電源ユニット７内には、図４では図示を略したが、一次側アクティブフィルターと、パワーサプライと、バラストとが収納されている。
【００４９】
そして、一次側アクティブフィルターは発信用ＦＥＴを備え、パワーサプライは整流用ダイオードブリッジ、Ｄ／Ｄコンバータ用発振トランジスター、Ｄ／Ｄコンバータ用３端子レギュレーターを備え、バラストはチョッパー回路用ドライブＦＥＴ、チョッパー回路用逆流防止用ダイオードを備え、これらの各素子が回路基板上に搭載されている。
【００５０】
このような各素子は発熱するため、素子自体の温度上昇を防止するためにヒートシンクが固定されていて、前記吸気用開口７５に設けられる吸気ファン１７によってヒートシンクを強制的に冷却する構造となっている。
【００５１】
このように、光学ユニット１０が平面Ｌ字形状であることを逆に利用して、電源ユニット７も平面Ｌ字形状とすると、ライトガイド１００、投写レンズユニット６ならびに外装ケース２によって区画された領域が無駄にならない。すなわち、光学ユニット１０と電源ユニット７とを狭い領域内に効率よく配置することができるので、投写型表示装置１の小型化を図ることができる。
【００５２】
尚、シールド構造に関して付記すると、図４では図示を略したが、電源ユニット７から光源ランプユニット８への入力線は、コネクタを介して光源ランプユニット８と接続されている。
【００５３】
また、このような入力線等は、ライトガイド１００を覆うシールド板によってシールドされ、ランプノイズが生じないようになっている。
【００５４】
４．光学系
図４（Ｂ）を参照して、光学ユニット１０に組み込まれている光学系について説明する。
【００５５】
本実施形態の光学系は、光源ランプユニット８と、３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを照明する光の面内照度分布を均一化する照明光学系９２３と、この照明光学系９２３から出射される光束を、赤、緑、青の各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系９２４と、各色光束を変調する変調系を構成する３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された色光束を再合成する色合成光学系としてのプリズムユニット９１０と、合成された光束をスクリーン上に拡大投写する投写レンズユニット６とから構成される。
【００５６】
４−１．照明光学系
照明光学系９２３は、微小レンズの集合体を備えかつこの微小レンズによって光源ランプユニット８から出射された光を複数の部分光束に分割するインテグレータレンズ９２１、９２２と、偏光方向がランダムな光の集合体である部分光束をそれぞれ同じ偏光方向の光に変換する偏光変換素子９２０と、同じ偏光方向の光に変換された部分光束のそれぞれをライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂの面に重畳させる重畳レンズ９３０とを含んで構成される。
【００５７】
ここで、偏光変換素子９２０は、図５に示すように、偏光ビームスプリッタアレイ９２０１と、選択位相差板９２０２とを備え、偏光ビームスプリッタアレイ９２０１は、それぞれ断面が平行四辺形の柱状の複数の透光性板材９２０３が、貼り合わされた形状を有している。
【００５８】
透光性板材９２０３の界面には、偏光分離膜９２０４と反射膜９２０５とが交互に形成されている。
【００５９】
尚、この偏光ビームスプリッタアレイ９２０１は、偏光分離膜９２０４と反射膜９２０５が交互に配置されるように、これらの膜が形成された複数枚の板ガラスを貼り合わせて、所定の角度で斜めに切断することによって作製される。
【００６０】
そして、インテグレータレンズ９２１、９２２によって分割された部分光束は、それぞれ偏光分離膜９２０４によってＰ偏光光とＳ偏光光とに分離され、Ｐ偏光光は、選択位相差板９２０２に選択的に形成されるλ／２位相差層９２０６によってＳ偏光光に変換されて出射される。
【００６１】
一方、Ｓ偏光光は、偏光分離膜９２０４によって９０°曲折され、さらに反射膜９２０５によってそのまま出射される。
【００６２】
このようにしてＳ偏光光に揃えられた光束は、図４（Ｂ）に示されるように、ライトガイド１００の角部に配置される反射ミラー９３１で平面９０°に曲折されて色分離光学系９２４に送られる。
【００６３】
このように、照明光学系９２３が偏光変換素子９２０を備えているので、Ｐ偏光およびＳ偏光が混在しているランダム偏光をそのまま利用する場合に比べて光の利用効率が増し、しかも後述するダイクロイックミラー９４１、９４２での色分離性が改善される。また、Ｓ偏光はＰ偏光に比べて反射率が良いので、光量損失等を抑制することができるという利点もある。
【００６４】
４−２．色分離光学系および変調系
色分離光学系９２４は、図４（Ｂ）に示すように、赤緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３とから構成される。
【００６５】
照明光学系９２３から出射された光束に含まれる青色光束Ｂは、赤緑反射ダイクロイックミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、青色光束の出射部からプリズムユニット９１０の側に出射される。
【００６６】
赤および緑の光束Ｒ、Ｇは、ミラー９４１で反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束の出射部から色合成光学系の側に出射される。
【００６７】
このミラー９４２を通過した赤色光束Ｒは、赤色光束の出射部から導光系９２７の側に出射される。
【００６８】
色分離光学系９２４の赤色光束Ｒ、緑色光束Ｇの出射部の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置され、各出射部から出射した光束は、これらの集光レンズ９５１、９５２によって平行化される。
【００６９】
このように平行化された青色および緑色の光束Ｂ、Ｇは、ライトバルブ９２５Ｂ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。
【００７０】
すなわち、これらのライトバルブ９２５Ｂ、９２５Ｇは、不図示の駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御され、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。
【００７１】
このような駆動手段は公知の手段をそのまま使用することができる。
【００７２】
一方、赤色光束Ｒは、導光系９２７を介して対応するライトバルブ９２５Ｒに導かれて、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。
【００７３】
導光系９２７は、入射側レンズ９７４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの間に配置した中間レンズ９７３と、ライトバルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とで構成されている。
【００７４】
光源ランプユニット８から各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂまでの光路の長さは、赤色光束Ｒの場合が最も長く、従って、光の拡散による損失は、赤色光の場合が最も多くなる。しかしながら、このような導光系９２７を配置することにより、赤色光の損失をある程度抑制することが可能となる。
【００７５】
なお、本実施形態におけるライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、一対の偏光板と、その間に配置された液晶パネルとからなる液晶ライトバルブである。
【００７６】
４−３．色合成光学系
次に、各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束は、色合成光学系を構成するプリズムユニット９１０に入射され、ここで再合成される。
【００７７】
そして、ここで再合成によって形成されたカラー映像は、投写レンズユニット６を介して、所定の位置にあるスクリーン上に拡大投写される。
【００７８】
このように本形態では、光源ランプユニット８から出射された光束は、ライトガイド１００内で反射ミラー９３１によって反射され、ライトガイド１００のＬ字形の平面形状に沿う大回りのＬ字形の光路を進行して色分離光学系９２４およびプリズムユニット９１０に到達する。
【００７９】
従って、各光学系部品が狭い領域内に配置されながらも、光路を最大限長く設定してある。それ故、Ｆ値の小さなレンズを用いながら、かつ、インテグレータレンズ９２１、９２２や偏光変換素子９２０の配置位置を十分に確保しながら、光源ランプユニット８から出射された光束を平行光束としてライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂに到達させることができる。
【００８０】
また、インテグレータレンズ９２１、９２２の配置位置を十分広く確保できる分、その分割数を増やすことができる。
【００８１】
したがって、インテグレータレンズ９２１、９２２を光学的に無理のない状態に配置することができ、結果的には小型化を図ることができる。加えて、インテグレータレンズ９２１、９２２を同じサイズにすることにより、より一層テレセントリックな照明光を得ることができるので、前記偏光変換素子９２０の偏光分離膜９２０４上に形成される各部分光束の集光像を小さくすることができ、また、それぞれの集光像の大きさのばらつきを抑えることができるので、照明光の利用効率を高めることができる。
【００８２】
５．ライトガイドの構造
上記の光学系のうち、光源ランプユニット８と、色合成手段を構成するプリズムユニット９１０と、投写レンズユニット６以外の光学素子の全てが、図６に示す形状のライトガイド１００内に収納配置されている。このライトガイド１００は、上ライトガイド９０２と下ライトガイド９０１とから構成され、上下のライトガイド９０１、９０２の間に前記光学素子が上下から挟まれて保持されている。光源ランプユニット８は、下ライトガイド９０１に形成された光源ランプユニット収納部８００に収納される。
【００８３】
上ライトガイド９０２および下ライトガイド９０１は、後述するヘッド板９０３を介してプリズムユニット９１０および投写レンズユニット６と一体化され、固定ねじによりロアーケース４に固定される。このため、下ライトガイド９０１の下面および上ライトガイド９０２の上面には、プリズムユニット９１０とヘッド板９０３とを組み込むために、矩形の切り欠き９００１、９００２が形成されている。
【００８４】
また、光源ランプユニット収納部８００の近傍に位置する下ライトガイド９０１の仕切り壁９００３には、光源ランプユニット８を冷却するために、開口部９００４が形成されている。
【００８５】
さらに、光学ユニット１０の照明光学系９２３が収納される領域９００の側面および底面部分にも、光源ランプユニット８を冷却するために、開口部９０７、９０８が形成されている。
【００８６】
そして、上ライトガイド９０２の上部には、開口部９０２１が形成されるとともに、この開口部９０２１と上述した開口部９００４とは、ダクト９０２８によって連絡されている。
【００８７】
６．ヘッド板の構造
プリズムユニット９１０は、図７および図８に示すマグネシウムのダイキャスト板である薄手のヘッド板９０３の表面側（図７に向かって手前側）に固定ねじによって固定される。
【００８８】
ヘッド板９０３は、装置の幅方向に向けて垂直な姿勢で延びる垂直壁９１と、この垂直壁９１の下端から水平に延びてプリズムユニット９１０を支持する底壁９２とから基本的に構成されている。
【００８９】
垂直壁９１の中央部分には、プリズムユニット９１０からの出射光が通過するための矩形の開口９１ｂが形成されている。この垂直壁９１には投写レンズユニット６の基端側を固定するためのねじ孔９１ｄが４か所に形成され、位置決め用のダボ９１ｅが２か所に形成されている。
【００９０】
底壁９２のプリズムユニット９１０の取付位置に対応する部分には、底壁下面に連通する連通孔９１ｇが３箇所形成され、この連通孔９１ｇ上にプリズムユニット９１０の取り付け部分９１ｈが形成されている。
【００９１】
この取り付け部分９１ｈには、ねじ孔９１ｃが形成され、このねじ孔９１ｃを利用して、プリズムユニット９１０がヘッド板９０３に対してねじ固定される。
【００９２】
垂直壁９１のうち開口９１ｂの両側の部分には、それぞれ、ヘッド板９０３をロアーケース４の内面側に設けられた一対の支持部としての支柱４０（図３参照）に結合するための被支持部である固定面９３が設けられている。これらの固定面９３は、底壁９２と平行に垂直壁９１に突設され、ロアーケース４の支柱４０の受け面４１に支持固定される。また、固定面９３には、それぞれ孔９３ｂとねじ孔９３ｃとが設けられており、支持部４０の受け面４１は、それぞれボス４１ｂとねじ孔４１ｃとが設けられている。そして、固定面９３に設けられた孔９３ｂにボス４１ｂを係合させ、さらにねじ孔９３ｃとねじ孔４１ｃとにねじを挿入することにより、固定面９３と支持部４０とが固定される。なお、固定面９３と支持部４０とは必ずしも固定する必要はないが、このようにねじ固定することにより、外部からの衝撃等によって光学系の光軸がずれるといった問題を解消することが可能である。
【００９３】
また、垂直壁９１には、これらの固定面９３と直交する面状の補強リブ９３ａが立設され、この補強リブ９３ａは固定面９３と一体的に形成されている。
【００９４】
固定面９３は、図９に示すように、垂直壁９１のうち、投写レンズユニット６の外形の上端の高さ位置から下端の高さ位置までの高さ範囲Ｈ内に設けられている。具体的には、固定面９３は、垂直壁９１のうち、投写レンズユニット６の光軸６Ａと略同じ高さ位置に設けられている。換言すると、固定面９３の高さ位置は、垂直壁９１全体の高さを１としたときに、当該垂直壁９１の下端から３分の１以上３分の２以下の高さ範囲内とされている。なお、固定面９３の高さ位置は、より好ましくは、垂直壁９１の下端から３分の２以上の位置である。
【００９５】
７．実施形態の効果
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
【００９６】
すなわち、ヘッド板９０３の固定面９３は、垂直壁９１における投写レンズユニット６の外形の高さ範囲Ｈ内の領域に設けられているので、投写レンズユニット６の重心高さと固定面９３の高さとをほぼ同等、もしくは固定面９３を高くできるから、投写レンズユニット６により垂直壁９１の根元に生じる曲げ応力を効率よく緩和でき、垂直壁９１の撓み、もしくは破壊を確実に防止できる。
【００９７】
従って、垂直壁９１に複雑な補強構造を設けなくても良くなるので、ヘッド板９０３の構造を簡素化できるうえ、撓みのない垂直壁９１を介して投写レンズユニット６およびプリズムユニット９１０を正確に位置決めできるから、光軸のずれを確実に防止できる。
【００９８】
また、垂直壁９１のうち、投写レンズユニット６の光軸６Ａと略同じ高さ位置に設けられた固定面９３は、当該垂直壁９１に突設されているため、垂直壁９１を補強するため補強リブに兼用できる。また、垂直壁９１には、この固定面９３と直交する補強リブ９３ａが立設されているので、この補強リブ９３ａおよび固定面９３により、垂直壁９１の剛性を簡単な構造で一層高めることができる。そして、優れた剛性を有する垂直壁９１を挟み、プリズムユニット９１０および投写レンズユニット６が互いに位置合わせした状態で固定されるので、衝撃力等が作用しても、相互の位置ずれ、つまり、光軸のずれが発生するおそれは極めて少ないという利点がある。
【００９９】
さらに、ヘッド板９０３は、マグネシウム成形品からなるため、比重を小さくできるから、ヘッド板９０３の軽量化、すなわち、装置１の軽量化を実現できるうえ、優れた成形性を確保できる。また、マグネシウム成形品は、放熱性に優れていることから、このマグネシウム成形品からなるヘッド板９０３にプリズムユニット９１０を搭載してライトガイド９０１、９０２に支持させることで、発熱しやすいプリズムユニット９１０が高温になるのを防止できる。
【０１００】
尚、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、次に示すような変形をも含むものである。
【０１０１】
すなわち、前記実施形態では、被支持部を、垂直壁９１から底壁９２と平行に突出した固定面９３により構成したが、これに限定されず、例えば、被支持部を、垂直壁の幅方向端部から当該垂直壁と平行に延設して、ロアーケースに対して水平方向にねじ固定するようにしてもよく、或いは、被支持部を垂直壁の一部とし、垂直壁を直接ロアーケースにねじ固定するようにしてもよい。要するに、ロアーケースに結合される被支持部の高さ位置が、投写レンズユニットの外形の上端から下端までの高さ範囲内であれば、被支持部の形状等は任意である。
【０１０２】
【発明の効果】
前述のような本発明によれば、光源ランプユニット、色分離光学系および変調系が、所定の光路が確保されたライトガイド内に収納配置され、ヘッド板の垂直壁を介して投写レンズユニットおよび色合成光学系が一体化された投写型表示装置において、ヘッド板をライトガイドに結合するための被支持部を、垂直壁における投写レンズユニットの外形の上端から下端までの高さ範囲内の領域に設けることで、投写レンズユニットの重心高さと被支持部の高さとをほぼ同等、もしくは固定部を高くできるので、投写レンズユニットの荷重をライトガイドに効率よく分散できるから、垂直壁の撓みを確実に防止できる。従って、垂直壁に複雑な補強構造を設けなくても良くなるので、ヘッド板の構造を簡素化できるうえ、垂直壁を介して投写レンズユニットおよび色合成光学系を正確に位置決めできるから、光軸のずれを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る投写型表示装置を表す正面図および背面図である。
【図２】前述の実施形態における上面図および底面図である。
【図３】前述の実施形態における外装ケースのロアーケース部分の内部構造を表す概要斜視図である。
【図４】前述の実施形態における光学ユニットおよび電源ユニットの配置および光学ユニットの構造を表す水平断面図である。
【図５】前述の実施形態における照明光学系を構成する偏光変換素子の構造を表す水平断面図および概要斜視図である。
【図６】前述の実施形態における光学ユニットを収納するライトガイドの構造を表す概要斜視図である。
【図７】前述の実施形態における色合成光学系となるプリズムユニットを支持するヘッド板の構造を表す概要斜視図である。
【図８】前述の実施形態におけるヘッド板を示す斜視図である。
【図９】前述の実施形態におけるヘッド板の被支持部の高さ位置を示す断面図である。
【符号の説明】
１    投写型表示装置
６    投写レンズユニット
７    電源ユニット
８    光源ランプユニット
１０    光学ユニット
９１    垂直壁
９２    底壁
９３    固定面（被支持部）
９３ａ  補強リブ
１００    ライトガイド
９０１    下ライトガイド
９０２    上ライトガイド
９０３    ヘッド板
９１０    色合成光学系（プリズムユニット）
９２３    照明光学系
９２４    色分離光学系
９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ  変調系（ライトバルブ）
Ｒ  赤色光束
Ｇ  緑色光束
Ｂ  青色光束
【図１】
0003598760.tif 000002
【図２】
0003598760.tif 000003
【図３】
0003598760.tif 000004
【図４】
0003598760.tif 000005
【図５】
0003598760.tif 000006
【図６】
0003598760.tif 000007
【図７】
0003598760.tif 000008
【図８】
0003598760.tif 000009
【図９】
0003598760.tif 000010