(57)【要約】【課題】シンチレーションの発生を抑えることができ、かつ輸送時の振動や衝撃等に起因する破損を簡単な構造で自動的に防止することができる投写型画像表示装置を得ること。【解決手段】スクリーンを構成するフレネルレンズ２３または拡散部材を被駆動部材として該被駆動部材をスクリーンに平行な面内で移動可能に保持する弾性保持ユニット３０と、弾性保持ユニットに駆動力を付与して被駆動部材をスクリーンに平行な面内で移動させる駆動ユニット５５と、これらを収容する筐体７０とを備えた投写型画像表示装置８０を構成するにあたり、筐体枠７１の一辺に接するように弾性保持ユニット３０を弾性力により常に付勢して、表示装置の非動作時にその移動を抑える。【選択図】        図２
2009122314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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入射した光をフレネルレンズにより略平行な光にした後に拡散部材により拡散光にして出射させるスクリーンと、
前記フレネルレンズまたは前記拡散部材を被駆動部材として該被駆動部材を前記スクリーンに平行な面内で筐体枠に対して移動可能に保持する弾性保持ユニットと、
前記弾性保持ユニットに駆動力を付与して前記被駆動部材を前記スクリーンに平行な面内で移動させる駆動ユニットと、
前記光学エンジン、前記スクリーン、前記弾性保持ユニット、および前記駆動ユニットを収容する筐体と、
を備え、
前記弾性保持ユニットは、弾性力により前記筐体枠の一辺に接するように付勢されることを特徴とする投写型画像表示装置。
【請求項２】
前記駆動ユニットは、
前記弾性保持ユニットに駆動力を付与する一対の駆動源と、
前記弾性保持ユニットの付勢力よりも大きな初期駆動力を中心にして互いに所定の位相差をもって増減する駆動波形によって前記一対の駆動源を駆動させる制御回路部と、
を有す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。
【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に関し、特にシンチレーション低減機能を備えた投写型画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
背面投写型テレビ等の投写型画像表示装置では、光源としてランプやレーザ発振器が用いられる。レーザ発振器を光源とした用いた場合には、明るい室内でも鮮明な画像を表示できる程度にまで投写型画像表示装置の高輝度化を図ることも比較的容易である。ただし、光源としてレーザ発振器を用いた場合には、ランプを光源に用いた場合に比べてスペックルパターンによる画面のぎらつき現象、いわゆるシンチレーションが顕著になる。
【０００３】
上記のシンチレーションを低減する従来の手法として、スクリーンを該スクリーンの画像表示面の垂直方向、スクリーンの長手方向、およびスクリーンの幅方向のいずれかの方向に振動させるか、またはスクリーン面に至るレーザ光を光軸に対して直角方向に振動させるものがある（特許文献１参照）。スクリーンは、バイモルフやモータ等を用いた加振装置により上記の方向に振動され、レーザ光は、加振装置に取り付けられた振動鏡によって該レーザ光をスクリーン側に反射させたり、加振装置に取り付けられた偏向装置によって該レーザ光をスクリーンの手前で偏向させたりすることにより、あるいはレーザ光源自体を振動させることにより、上記の方向に振動される。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−６５９４０号公報
【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、加振装置を用いてスクリーン自体やスクリーン面に至るレーザ光を振動させる投写型画像表示装置では、該投写型画像表示装置の輸送時の振動や衝撃により加振装置の駆動機構が破損してしまうおそれがある。
【０００６】
上記の駆動機構が非動作時に動いてしまうのを防止する手動式または電動式の固定機構を加振装置に付加すれば、振動や衝撃等による駆動機構の破損を防止することが可能になるが、手動式の固定機構を付加した場合には、投写型画像表示装置を輸送する際等に固定機構による上記駆動機構の固定をし忘れてしまうというおそれがある。また、電動式の固定機構を付加した場合には、加振装置の部品点数が増大して投写型画像表示装置のコストが嵩む。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、シンチレーションの発生を抑えることが可能で、かつ輸送時の振動や衝撃等に起因する破損の防止動作を簡単な構造で自動的に行うことができる投写型画像表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決し、目的を達成する本発明の投写型画像表示装置は、画像信号に応じて光を出射する光学エンジンと、光学エンジンから入射した光をフレネルレンズにより略平行な光にした後に拡散部材により拡散光にして出射させるスクリーンと、フレネルレンズまたは拡散部材を被駆動部材として該被駆動部材をスクリーンに平行な面内で筐体枠に対して移動可能に保持する弾性保持ユニットと、弾性保持ユニットに駆動力を付与して被駆動部材をスクリーンに平行な面内で移動させる駆動ユニットと、光学エンジン、スクリーン、弾性保持ユニット、および駆動ユニットを収容する筐体とを備え、弾性保持ユニットは、弾性力により筐体枠の一辺に接するように付勢されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の投写型画像表示装置では、弾性保持ユニットが弾性力により筐体枠の一辺に接するように付勢されるので、当該投写型表示装置が動作していないときに振動や衝撃が加えられてもその移動が抑えられる。輸送時の振動や衝撃等に起因する破損の防止動作を専用の部品の追加なしに自動的に行うことができる。また、駆動ユニットから弾性保持ユニットに駆動力を付与することで被駆動部材をスクリーンに平行な面内で移動させるので、光学エンジンがレーザ発振器を光源として用いたものであってもシンチレーションの発生を抑えることができる。したがって、本発明によればシンチレーションの発生を抑えることが可能で、かつ輸送時の振動や衝撃等に起因する破損の防止動作を簡単な構造で自動的に行うことができる投写型画像表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の投写型画像表示装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１は、この発明の投写型画像表示装置の一例を概略的に示す一部切欠き断面図であり、図２は、図１に示した投写型画像表示装置の内部構造を概略的に示す断面図である。これらの図に示す投写型画像表示装置８０は、光学エンジン１０と、スクリーン２０と、弾性保持ユニット３０と、駆動ユニット５５と、これらを収容する筐体７０とを備えており、画像信号に応じて光学エンジン１０から出射された光をスクリーン２０の背面側から該スクリーン２０に投写して画像表示を行う。
【００１２】
図１に示すように、上記の光学エンジン１０は、レーザ発振器を含んだレーザモジュール１１と、レーザモジュール１１から出射したレーザ光ＬＢの光路を制御するリレーレンズ１３と、画像信号に応じてレーザ光ＬＢを空間変調して映像光ＩＬを形成する空間変調素子１５と、空間変調素子１５で形成された映像光ＩＬを拡大してスクリーン２０に投写する投写光学系１７とを有している。上記の空間変調素子１５としては、例えば、整列配置された多数の微小ミラーを有し、各微小ミラーの角度を画像信号に応じて調整することによりレーザ光ＬＢを空間変調するマイクロミラーデバイスが用いられる。図１においては、便宜上、投写光学系１７を１つのレンズで代表して描いてある。また、同図中の一点鎖線ＯＡ1，ＯＡ2はそれぞれ光軸を表している。
【００１３】
スクリーン２０は、投写光学系１７側に配置されて光学エンジン１０からの映像光ＩＬが入射するフレネルレンズ２３と、該フレネルレンズ２３よりも観察者側に配置されてフレネルレンズ２３から出射した光が入射する拡散部材２５とを有している。フレネルレンズ２３は、後述する弾性保持ユニット３０により保持されて、光学エンジン１０から入射した映像光ＩＬを略平行な光にして出射させる。拡散部材２５は、例えばレンチキュラーレンズシート、散乱層、遮光層等により構成され、筐体７０での筐体枠７１に形成された溝状の拡散部材保持部７３に固着されて、フレネルレンズ２３で略平行な光となって入射した映像光ＩＬを拡散光にして出射させる。光学エンジン１０から出射した映像光ＩＬを最終的に拡散部材２５で拡散光にして出射させることで、スクリーン２０での画像の視野角が拡がる。なお、上記の「筐体枠７１」とは、筐体７０においてスクリーン２０の周囲に位置する枠状領域を意味する。
【００１４】
弾性保持ユニット３０は、フレネルレンズ２３を保持するフレネルフレーム３１と、フレネルフレーム３１を筐体７０に取り付ける４つの弾性支持部材３５ａ〜３５ｄと、投写型画像表示装置８０の非動作時（画像を投写していないとき。以下、「表示装置の非動作時」と略記する。）に当該弾性保持ユニット３０の移動を抑えるストッパ部材３７とを有しており、各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄの弾性力によりフレネルレンズ２３をスクリーン２０に平行な面内で移動可能に保持している。
【００１５】
上記のフレネルフレーム３１は、図２に示すように、上框３１ａ、下框３１ｂ、右框３１ｃ、および左框３１ｄを有しており、上框３１ａおよび下框３１ｂそれぞれの長手方向両端部には、弾性支持部材３５ａ〜３５ｄを固定するための固定部３３が設けられている。上框３１ａでの長手方向の一端側に設けられた固定部３３に弾性支持部材３５ａの一端が固定されており、他端側に設けられた固定部３３に弾性支持部材３５ｂの一端が固定されている。また、下框３１ｂでの長手方向の一端側に設けられた固定部３３に弾性支持部材３５ｃの一端が固定されており、他端側に設けられた固定部３３に弾性支持部材３５ｄの一端が固定されている。個々の弾性支持部材３５ａ〜３５ｄでの筐体７０側の端部は、１つの弾性支持部材に１つずつ対応して筐体７０の内面に設けられた固定部７５に固定されている。
【００１６】
各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄは、スクリーン２０の左右軸（以下「Ｘ軸」という）および上下軸（以下「Ｙ軸」という）を対称軸として軸対称に、かつＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれにおいてもバネ定数が同じ値となるように設置されて、フレネルフレーム３１をスクリーン２０に平行な面内で移動可能に保持している。ただし、当該弾性支持部材３５ａ〜３５ｄは、表示装置の非動作時に弾性力でフレネルフレーム３１をＹ軸方向上向きに付勢して、フレネルフレーム３１を筐体枠７１の一辺、具体的には筐体枠７１の内側上面に接触させている。別言すれば、弾性保持ユニット３０は、該弾性保持ユニット３０を構成する各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄによって筐体枠７１に接するように常に付勢されている。これにより、表示装置の非動作時での弾性保持ユニット３０の移動、特にスクリーン２０の前後軸（以下「Ｚ軸」という）方向への移動が抑えられる。なお、図２には上記のＸ軸とＹ軸を併記してある。
【００１７】
弾性保持ユニット３０におけるストッパ部材３７は、表示装置の非動作時に弾性保持ユニット３０、特にフレネルフレーム３１がＺ軸方向に移動するのを抑える。このストッパ部材３７は、フレネルフレーム３１の下框３１ｂに取り付けられて下方に突出しており、その長手方向（Ｘ軸方向）の両端は、筐体枠７１での下部（以下、「ステージ部７１ａ」という）に設けられている係止部材７７ａ，７７ｂと係合可能である。表示装置の非動作時に弾性保持ユニット３０が上述のように付勢される結果として、ストッパ部材３７での長手方向の一方の端部が係止部材７７ａに係合すると共に他方の端部が係止部材７７ｂに係合する。投写型画像表示装置８０の動作時（以下、「表示装置の動作時」と略記する。）には、後述するように各駆動源４０Ａ，４０Ｂからの駆動力によりフレネルフレーム３１がスクリーン２０の中央部側に変位するため、ストッパ部材３７と各係止部材７７ａ，７７ｂとの係合が解けて、フレネルフレーム３１および該フレネルフレーム３１に保持されたフレネルレンズ２３がスクリーン２０に平行な面内で移動可能になる。
【００１８】
駆動ユニット５５（図２参照）は、表示装置の動作時に弾性保持ユニット３０に駆動力を付与する一対の駆動源４０Ａ，４０Ｂと、これらの駆動源４０Ａ，４０Ｂに接続されて当該駆動源４０Ａ，４０Ｂの各々を所定の駆動波形で駆動させる制御回路部５３とを有している。
【００１９】
上記一対の駆動源４０Ａ，４０Ｂの各々としては、例えばリニアモータ等により構成されたリニアアクチュエータが用いられる。非接触駆動方式のリニアアクチュエータを用いることにより、フレネルフレーム３１に保持されたフレネルレンズ２３をスクリーン２０に平行な面内で移動させるときの動作音を実質的になくすことが容易になる。制御回路部５３は、各駆動源４０Ａ，４０Ｂに所定の駆動信号を供給する。
【００２０】
各駆動源４０Ａ，４０Ｂは、制御回路部５３から上記の駆動信号を供給されると弾性保持ユニット３０に互いに交差する方向の駆動力を付与し、フレネルフレーム３１をスクリーン２０の中央部側に変位させてスクリーン２０に平行な面内で移動させる。結果として、フレネルレンズ２３がスクリーン２０に平行な面内で移動する。フレネルフレーム３１をスクリーン２０の中央部側に変位させることでフレネルフレーム３１は筐体７０から離隔し、ストッパ部材３７と各係止部材７７ａ，７７ｂとの係合は解ける。
【００２１】
スクリーン２０に平行な面内でのフレネルレンズ２３の移動は、スクリーン２０のＸ軸またはＹ軸に沿った往復運動のように一時的な停止状態が間欠的に現れる運動であってもよいが、シンチレーションの発生を抑えるという観点からは、楕円運動（円運動を含む）のように間断なく行われる連続運動であることが好ましい。各駆動源４０Ａ，４０Ｂによる駆動力の作用線が弾性保持ユニット３０により保持されたフレネルレンズ２３の重心Ｏを通るように駆動ユニット５５を構成すると、フレネルレンズ２３をスクリーン２０に平行な面内で間断なく連続運動させる際に、モーメントの影響を排除し易くなる。なお、「弾性保持ユニットにより保持されたフレネルレンズの重心」とは、弾性保持ユニットと該弾性保持ユニットにより保持されたフレネルレンズとからなる構造体の重心を意味する。本明細書においては、当該重心を、以下、単に「フレネルレンズの重心」という。
【００２２】
このように構成された投写型画像表示装置８０では、表示装置の非動作時にフレネルフレーム３１が筐体枠７１の一辺（内側上面）に接触し、かつストッパ部材３７が各係止部材７７ａ，７７ｂに係合して弾性保持ユニット３０のＺ軸方向への移動を抑えるという破損防止動作が自動的に行われる。すなわち、輸送時の振動や衝撃等に起因する破損、特に弾性支持部材３５ａ〜３５ｄの破損の防止動作が、専用の部品の追加なしに簡単な構造で自動的に行われる。
【００２３】
また、表示装置の動作時には駆動ユニット５５が弾性保持ユニット３０に駆動力を付与し、フレネルスクリーン３１に保持されたフレネルレンズ２３をスクリーン２０の中央部側に変位させてスクリーン２０に平行な面内で移動させるので、上記破損防止動作の解除を専用の部品の追加なしに自動的に行うことができると共に、スペックルパターンによる画面のぎらつき現象、いわゆるシンチレーションを抑えることができる。したがって、投写型画像表示装置８０では、取り扱い性および画質が良好なものを製造コストの増加を実質的にまねくことなく得ることが容易である。
【００２４】
上述の技術的効果を奏する投写型画像表示装置８０は、弾性保持ユニット３０および駆動ユニット５５に特徴を有しているので、以下、図３〜図８を参照して弾性保持ユニット３０および駆動ユニット５５それぞれの構成部材を具体的に説明した後、図９〜図１３を参照して駆動ユニット５５によるフレネルレンズ２３の移動について詳述する。
【００２５】
図３は、弾性保持ユニットでのフレネルフレームの断面形状の一例を示す概略図である。同図には、フレネルフレーム３１における上框３１ａの断面形状の一例が概略的に示されている。
【００２６】
図示の上框３１ａは、フレネルレンズ２３の周縁部が挿入固定される溝部Ｇｒ、該溝部Ｇｒからスクリーン２０（図１参照）のＺ軸に沿って後方に突出形成された突出部Ｐｒ、および該突出部Ｐｒからスクリーン２０のＹ軸に沿って内側に突出形成されたフランジ部Ｆｌを有しており、フランジ部Ｆｌは光学エンジン１０（図１参照）からの映像光ＩＬを遮らない位置、長さに成形されている。また、突出部Ｐｒの外表面上の所定箇所には、弾性支持部材３５ａまたは弾性支持部材３５ｂ（図２参照）の一端が固定される固定部３３が配置されている。図３には、弾性支持部材３５ｂと該弾性支持部材３５ｂを上框３１ａに固定する固定部３３とが現れている。図示を省略するが、下框３１ｂ、右框３１ｃ、および左框３１ｄ（図２参照）の各々も上框３１ａと同様の断面形状とすることができる。
【００２７】
図４は、弾性保持ユニットでの弾性支持部材の一例を概略的に示す斜視図である。同図に示す弾性支持部材３５ａは、平板状を呈する第１および第２の変形部Ｄｆ1，Ｄｆ2が各々の一端で繋がったＬ字状の部材であり、第１の変形部Ｄｆ1の他端はフレネルフレーム３１（上框３１ａ）に、また第２の変形部Ｄｆ2の他端は筐体７０の所定箇所に設けられた取付け部７５（図２参照）に固定される。
【００２８】
この弾性支持部材３５ａにおいては、表示装置の非動作時に第１の変形部Ｄｆ1と第２の変形部Ｄｆ2とが略９０度の角度をなし、かつ第１の変形部Ｄｆ1の長手軸がスクリーン２０のＸ軸と略平行に、また第２の変形部Ｄｆ2の長手軸がスクリーン２０のＹ軸と略平行になるように、第１の変形部Ｄｆ1と第２の変形部Ｄｆ2との結合角度が選定されている。第１の変形部Ｄｆ1はＹ軸方向に可撓性を有しており、第２の変形部Ｄｆ2はＸ軸方向に可撓性を有している。ただし、フレネルフレーム３１および筐体７０に取り付けられた状態下でのＺ軸方向には変形し難く、過大な外力が加わると塑性変形を起こして機能を失うおそれもある。
【００２９】
他の弾性支持部材３５ｂ〜３５ｄも弾性支持部材３５ａと同様の技術思想で設計され、その形状は弾性支持部材３５ａと同様の形状とされる。これらの弾性支持部材３５ａ〜３５ｄでは、フレネルレンズ２３およびフレネルフレーム３１等の重みを受けた状態でフレネルフレーム３１をＹ軸方向上向きに付勢して当該フレネルフレーム３１を筐体枠７１に接触させることができるように、第１の変形部と第２の変形部との結合部の曲げ角度が設計される。
【００３０】
弾性保持ユニット３０（図２参照）を構成しているフレネルフレーム３１は、前述のように、表示装置の非動作時には各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄの弾性力により付勢されて筐体枠７１の内側上面に接触しており、これにより弾性保持ユニット３０の移動が抑えられる。具体的には、表示装置の非動作時にフレネルフレーム３１を構成している上框３１ａの上面が筐体枠７１の内側上面に係合する。
【００３１】
図５は、表示装置の非動作時でのフレネルフレームと筐体枠との接触状態の一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す例では、筐体枠７１の内側上面の所定箇所に係合溝７１ｂが予め形成されており、この係合溝７１ｂに上框３１ａの上部が接触（係合）している。後述する駆動ユニット５５からＹ軸に沿った下向きの駆動力を弾性保持ユニット３０に付与すれば、フレネルフレーム３１が下方に変位するので、上框３１ａを筐体枠７１から離隔させることができる。なお、図５に示した構成要素のうちで図３に示した構成要素と共通するものについては、図３で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
上述したフレネルフレーム３１と筐体枠７１との接触による移動防止に加えて、弾性保持ユニット３０では、フレネルフレーム３１に取り付けられているストッパ部材３７（図２参照）が表示装置の非動作時に機能して、当該弾性保持ユニット３０がＺ軸方向へ移動するのを抑える。具体的には、筐体枠７１のステージ部７１ａに設けられている各係止部材７７ａ，７７ｂにストッパ部材３７が係合して、弾性保持ユニット３０がＺ軸方向へ移動するのを抑える。
【００３３】
図６は、表示装置の非動作時でのストッパ部材と各係止部材との係合状態の一例を概略的に示す一部切欠き断面図である。同図に示す例では、ストッパ部材３７に設けられた凸状の係合部Ｅ1と、係止部材７７ａおよび係止部材７７ｂ（係止部材７７ｂについては図２参照）の各々に形成されている凹状の係合部Ｅ2とが互いに係合している。
【００３４】
図示のストッパ部材３７は平板状を呈し、下部での長手方向の両端に上記凸状の係合部Ｅ1が設けられている。ただし、図６には一方の係合部Ｅ1のみが現れている。また、係止部材７７ａの上部にはスクリーン２０（図２参照）のＸ軸に沿ってストッパ部材３７側に突出した張出し部Ｃｏが設けられており、当該張出し部Ｃｏでの下部に上記凹状の係合部Ｅ2が形成されている。係合部Ｅ2におけるＺ軸方向の幅はストッパ部材３７の係合部Ｅ1でのＺ軸方向の幅と略同じであり、係合部Ｅ2でのストッパ部材３７側および下側はいずれも開放面となっている。図６では図示を省略しているが、ステージ部７１ａに設けられている係止部材７７ｂは係止部材７７ａと同じ形状および大きさを有しており、Ｙ軸を対称軸として係止部材７７ａと軸対称に配置されている。
【００３５】
フレネルフレーム３１（図２参照）がＹ軸に沿って上方に付勢されると、ストッパ部材３７がＹ軸に沿って上方に変位し、当該ストッパ部材３７に形成されている一方の係合部Ｅ1が係止部材７７ａに形成されている係合部Ｅ2に挿入されると共に、ストッパ部材３７に形成されている他方の係合部Ｅ1が係止部材７７ｂに形成されている係合部（図示せず）に挿入されて、ストッパ部材３７と各係止部材７７ａ，７７ｂとが互いに係合する。その結果として、表示装置の非動作時にはＺ軸方向への弾性保持ユニット３０の移動が抑えられる。
【００３６】
後述する駆動ユニット５５からＹ軸に沿った下向きの駆動力を弾性保持ユニット３０に付与すれば、ストッパ部材３７が下方に変位するので、当該ストッパ部材３７と各係止部材７７ａ，７７ｂとの係合を解くことができる。図６においては、参考のため、各係止部材７７ａ，７７ｂと非係合状態にあるストッパ部材３７を二点鎖線で描いてある。
【００３７】
図７は、駆動ユニットで用いられる駆動源の一例を概略的に示す分解斜視図である。同図に示す駆動源４０Ａは、固定子４５と可動子５０とを備えたリニアモータからなるリニアアクチュエータである。
【００３８】
上記の固定子４５は、２枚のヨーク板４１ａ，４１ｂと、一方のヨーク板４１ａに固着された２つのマグネット４２ａ，４２ｂと、各ヨーク板４１ａ，４１ｂを所定の間隔をもって保持する樹脂製のヨークホルダ４３とを有している。個々のヨーク板４１ａ，４１ｂは平板状を呈し、個々のマグネット４２ａ，４２ｂも平板状を呈する。ヨーク板４１ａは、各マグネット４２ａ，４２ｂを内側にしてヨークホルダ４３に装着され、ヨーク板４１ｂは、各マグネット４２ａ，４２ｂから離隔し、かつヨーク板４１ａに対向した状態でヨークホルダ４３に装着される。ヨークホルダ４３には取付け孔４４ａ，４４ｂが形成されている。固定子４５は、上記の取付け孔４４ａ，４４ｂに挿入されたネジ等の固定用部品（図示せず）により筐体７０（図２参照）に固定される。
【００３９】
一方、可動子５０は、コイル４６と、該コイル４６と一体にモールド成形された樹脂製のコイルホルダ４７と、コイル４６に接続された状態でコイルホルダ４７に設けられた給電端子４８ａ，４８ｂとを有している。コイルホルダ４７には取付け孔４９ａ，４９ｂが形成されている。可動子５０は、固定子４５における２枚のヨーク板４１ａ４１ｂ間にコイル４６を介在させた状態で固定子４５に装着され、上記の取付け孔４９ａ，４９ｂに挿入されたネジ等の固定用部品（図示せず）によりフレネルフレーム３１（図２参照）に固定される。図示を省略するが、駆動源４０Ｂ（図２参照）も上述の駆動源４０Ａと同様の構成とすることができる。
【００４０】
図８は、図７に示した駆動源の動作原理を示す概念図である。同図に示すように、固定子４５（図７参照）における２つのマグネット４２ａ，４２ｂのうちでフレネルフレーム３１（図２参照）側に位置するマグネット４２ａは、ヨーク板４１ａ側がＳ極、コイル４６側がＮ極となる向きでヨーク板４１ａに固着されており、筐体７０（図２参照）側に位置するマグネット４２ｂは、ヨーク板４１ａ側がＮ極、コイル４６側がＳ極となる向きでヨーク板４１ａに固着されている。これらの結果として、固定子４５においては、マグネット４２ａからヨーク板４１ｂ、マグネット４２ｂ、およびヨーク板４１ａを経てマグネット４２ａに戻る磁気回路ＭＣが形成される。各マグネット４２ａ，４２ｂとヨーク板４１ｂとの間のギャップＧには、磁束ＭＦが形成される。
【００４１】
固定子４５に可動子５０（図７参照）を装着してそのコイル４６に通電すると、フレミングの左手の法則に従って所定の向きの力が発生する。例えば、図８での紙面裏側から表側に向かう方向の電流をコイル４６に流すと、該コイル４６には矢印Ａの方向に力がかかる。逆に、図８での紙面表側から裏側に向かう方向の電流をコイル４６に流すと、該コイル４６には矢印Ｂの方向に力がかかる。コイル４６に流す電流の向きおよび強さを制御することにより、駆動源４０Ａから弾性保持ユニット３０（フレネルフレーム３１）に所定の向きおよび強さの引張り力または押力（以下「駆動力」と総称する）を付与することができる。可動子５０は、コイル４６に通電しているときでも、磁束ＭＦと直交する面内を駆動力の発生方向と直交する方向に滑動可能である。
【００４２】
なお、駆動源４０Ｂを駆動源４０Ａと同じ構成とした場合には、上述の理由と同じ理由から、コイルに流す電流の向きおよび強さを制御することにより、当該駆動源４０Ｂからフレネルフレーム３１に所定の向きおよび強さの駆動力を付与することができる。
【００４３】
駆動ユニット５５を構成している制御回路部５３（図２参照）は、表示装置の動作時に各駆動源４０Ａ，４０Ｂに所定の駆動信号を供給して、当該駆動源４０Ａ，４０Ｂを所定の駆動波形で動作させる。これにより個々の駆動源４０Ａ，４０Ｂから弾性保持ユニット３０（フレネルフレーム３１）に所定の向きおよび強さの駆動力が付与されて、フレネルレンズ２３がスクリーン２０（図２参照）に平行な面内で移動する。以下、図９〜図１３を参照して、駆動ユニット５５によるフレネルレンズ２３の移動について詳述する。
【００４４】
表示装置の動作時にフレネルレンズ２３をスクリーン２０に平行な面内で移動させるにあたっては、弾性保持ユニット３０（フレネルスクリーン３１）を筐体枠７１（図２参照）から離隔させると共に、ストッパ部材３７と各係止部材７７ａ，７７ｂとの係合を解く。そのために、各駆動源４０Ａ，４０Ｂは弾性保持ユニット３０（図２参照）に所定の駆動力を付与し、フレネルフレーム３１をスクリーン２０の中央部側に変位させ、この状態でスクリーンに平行な面内で移動させる。
【００４５】
図９は、表示装置の動作時に各駆動源から弾性保持ユニットに付与される駆動力の一例を示す概略図である。同図に示す構成部材については図２を参照して既に説明したので、ここではその説明を省略する。図中の一点鎖線ＡＬ1は駆動源４０Ａから弾性保持ユニット３０に付与される駆動力の作用線を示しており、一点鎖線ＡＬ2は駆動源４０Ｂから弾性保持ユニット３０に付与される駆動力の作用線を示している。
【００４６】
図９に示す例では、駆動源４０Ａ，４０Ｂの各々から弾性保持ユニット３０に初期駆動力Ｆｉ，Ｆｉを付与することで当該弾性保持ユニット３０に下向きの合力Ｆを働かせている。各初期駆動力Ｆｉはフレネルレンズ２３の重心Ｏを通る引張り力であり、合力Ｆはスクリーン２０（図１参照）のＹ軸に沿って下向きに働いている。
【００４７】
上記の合力Ｆによってフレネルフレーム３１がＹ軸に沿って下方に変位する結果として、図９または図１０に示すようにフレネルフレーム３１が筐体７０の筐体枠７１から離隔する。また、図９または図１１に示すようにストッパ部材３７と各係止部材７７ａ，７７ｂとの係合が解ける。各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄの弾性力を利用して行われていた前述の破損防止動作が、専用の部品の追加なしに自動的に解除される。
【００４８】
この後は、フレネルレンズ２３をスクリーン２０に平行な面内でＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれの方向にも移動させることが可能になる。勿論、フレネルレンズ２３をスクリーン２０に平行な面内で移動させている間は、上記の合力Ｆが弾性保持ユニット３０に付与され続ける。フレネルレンズ２３をスクリーン２０に平行な面内で移動させるための駆動力は、上記の初期駆動力Ｆｉと同時に該初期駆動力Ｆｉに重畳されて、または初期駆動力Ｆｉの付与から所定時間経過後に該初期駆動力Ｆｉに重畳されて、弾性保持ユニット３０に付与される。
【００４９】
なお、図１０は、筐体枠との係合が解けた弾性保持ユニットを概略的に示す部分断面図であり、図１１は、各係止部材との係合が解けたストッパ部材を概略的に示す一部切欠き斜視図である。図１０に示す構成部材については図５を参照して既に説明し、図１１に示す構成部材については図６を参照して既に説明したので、ここではその説明を省略する。
【００５０】
図１２は、一対の駆動源それぞれの駆動波形の一例を示す概略図であり、弾性保持ユニットに対する駆動力の方向が互いに９０度の角度をなすように各駆動源を配置したときに好適な駆動波形の一例である。同図中に実線で描いた曲線が駆動源４０Ａの駆動波形ＤＷ1を表し、破線で描いた曲線が駆動源４０Ｂ（図２参照）の駆動波形ＤＷ2を表す。横軸は位相角θであり、縦軸は個々の駆動源４０Ａ，４０Ｂから弾性保持ユニット３０（図２参照）に付与される駆動力である。縦軸の駆動力は、駆動源４０Ａ，４０Ｂから弾性保持ユニット３０に付与される引張り力を正の値とし、押力を負の値としている。
【００５１】
図示の各駆動波形ＤＷ1，ＤＷ2は、互いに同じ振幅および波長を有する正弦波形であり、駆動波形ＤＷ1と駆動波形ＤＷ2との位相差Δφは９０度とされている。このとき、駆動源４０Ａから弾性保持ユニット３０に付与される駆動力Ｆａ（θ）は位相角θの関数となり、下式（ｉ）
Ｆａ（θ）＝Ｆｉ＋Ｆ0・sin（θ＋９０°）＝Ｆｉ＋Ｆ0・cosθ      ……（ｉ）
で表される。同様に、駆動源４０Ｂから弾性保持ユニット３０に付与される駆動力Ｆｂ（θ）も位相角θの関数となり、下式（ii）
Ｆｂ（θ）＝Ｆｉ＋Ｆ0・sinθ      ……（ii）
で表される。これらの駆動力Ｆａ（θ），Ｆｂ（θ）の合力が、フレネルレンズ２３の重心Ｏ（図２参照）に実際に働く。
【００５２】
なお、上記の式（ｉ），（ii）中の「Ｆｉ」は、フレネルレンズ２３に前述した合力Ｆを働かせる初期駆動力（図９参照）であり、この初期駆動力Ｆｉの大きさは、表示装置の非動作時での各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄの付勢力よりも大きい。また、上記の式（ｉ），（ii）中の「Ｆ0」は、駆動力Ｆａ（θ），Ｆｂ（θ）の基準となる力を示しており、当該力Ｆ0の大きさは、弾性保持ユニット３０を構成している各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄ（図２参照）の弾性力や、フレネルレンズ２３をスクリーン２０（図１参照）に平行な面内で移動させる際に許容される重心Ｏ（図２参照）の移動範囲の広さ等を考慮して予め選定される。各駆動波形ＤＷ1，ＤＷ2は、初期駆動力Ｆｉの値を中心にして互いに所定の位相差をもって増減する。
【００５３】
図１３は、図１２に示した駆動波形で各駆動源を駆動させたときの位相角とフレネルレンズの重心に働く力との関係の一例を示す概念図である。同図には、スクリーン２０（図１参照）におけるＸ軸およびＹ軸と、図１２に示した駆動波形ＤＷ1で駆動源４０Ａを駆動させたときに弾性保持ユニット３０を介してフレネルレンズ２３に付与される駆動力の作用線に相当するＸ’軸と、図７に示した駆動波形ＤＷ2で駆動源４０Ｂを駆動させたときに弾性保持ユニット３０を介してフレネルレンズ２３に付与される駆動力の作用線に相当するＹ’軸とが示されている。
【００５４】
また、図１３には、表示装置の非動作時でのフレネルレンズ２３の重心Ｏ（図２参照）の位置が点Ｐ0で、画像表示を行っているときの重心Ｏの基準位置が点Ｐ1でそれぞれ示されている。点Ｐ0と点Ｐ1との距離は、各駆動源４０Ａ、４０Ｂが前述の初期駆動力Ｆｉのみを弾性保持ユニット３０に付与したときのフレネルフレーム３１（図２参照）の変位量に相当する。図示の例ではＸ軸、Ｙ軸、Ｘ’軸、およびＹ’軸の各々が上記の点Ｐ1を通っている。また、Ｘ’軸とＹ’軸とは互いに直交しており、Ｘ軸とＹ軸も互いに直交している。Ｘ’軸およびＹ’軸の各々は、駆動源４０Ａ、４０Ｂによる引張り力の方向を正方向としており、Ｘ’軸の方位角とＸ軸の方位角とは互いに１３５度ずれている。
【００５５】
上記の重心Ｏが点Ｐ1に変位した状態下での弾性保持ユニット３０による弾性力がスクリーン２０に平行な面内で等方的であれば、各駆動源４０Ａ，４０Ｂが駆動波形ＤＷ1，ＤＷ2で駆動して弾性保持ユニット３０に上述の駆動力Ｆａ（θ），Ｆｂ（θ）を付与すると、図１３に示すように、Ｘ’軸と角度θをなす合力Ｆがフレネルレンズ２３の重心Ｏに働く。このときの角度θは図１２に示した位相角θに相当し、合力Ｆの大きさは、初期駆動力Ｆｉを無視すれば、図１２に示したＦ0と同じ値になる。
【００５６】
また、各駆動源４０Ａ，４０Ｂの駆動波形ＤＷ1，ＤＷ2の位相角θが（０＋３６０・ｎ）度（ｎは整数を表す）のときの合力Ｆは、重心Ｏが点Ｐ1からＸ’軸上の点Ｐ2に変位する向きおよび大きさとなり、（４５＋３６０・ｎ）度のときの合力Ｆは、重心Ｏが点Ｐ1からＹ軸上の点Ｐ3に変位する向きおよび大きさとなり、（１３５＋３６０・ｎ）度のときの合力Ｆは、重心Ｏが点Ｐ1からＸ軸上の点Ｐ4に変位する向きおよび大きさとなる。そして、位相角θが（２２５＋３６０・ｎ）度のときの合力Ｆは、重心Ｏが点Ｐ1からＹ軸上の点Ｐ5に変位する向きおよび大きさとなり、（３１５＋３６０・ｎ）度のときの合力Ｆは、重心Ｏが点Ｐ1からＸ軸上の点Ｐ6に変位する向きおよび大きさとなる。
【００５７】
フレネルレンズ２３の重心Ｏが点Ｐ1に変位した状態下での弾性保持ユニット３０による弾性力がスクリーン２０に平行な面内で等方的であるとき、上記の合力Ｆがどの方向に向いていたとしても当該合力Ｆとは逆向きの弾性力が各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄにより働く結果として、各駆動源４０Ａ，４０Ｂを駆動波形ＤＷ1，ＤＷ2で駆動させると、フレネルレンズ２３の重心Ｏは実質的に半径Ｆ0の円Ｃｒの円周上を移動することとなる。フレネルレンズ２３は、スクリーン２０に平行な面内で円運動を行う。このとき、フレネルレンズ２３はモーメントの影響を実質的に受けない。
【００５８】
各駆動源４０Ａ，４０Ｂによる弾性保持ユニット３０への駆動力の付与が停止ないし終了すると、表示装置の非動作時での位置に弾性保持ユニット３０が戻る、すなわち、各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄの弾性力によりフレネルフレーム３１が付勢されてＹ軸方向上方に変位し、当該フレネルフレーム３１が筐体枠７１に接すると共にストッパ部材３７と各係止部材７７ａ，７７ｂとが互いに係合する。前述した破損防止動作が自動的に行われる。
【００５９】
以上説明した構成を有する投写型画像表示装置８０（図１または図２参照）では、前述のように、輸送時の振動や衝撃等に起因する破損の防止動作が各弾性支持部材３５ａ〜３５ｄの弾性力を利用して専用の部品の追加なしに自動的に行われ、当該破損の防止動作の解除が駆動ユニット５５により専用の部品の追加なしに自動的に行われる。また、表示装置の動作時にはフレネルレンズ２３をスクリーン２０に平行な面内で移動させるので、いわゆるシンチレーションを抑えることができる。したがって、投写型画像表示装置８０では、取り扱い性が良好で画質の良好なものを製造コストの増加を実質的にまねくことなく得ることが容易である。また、駆動ユニット５５が摺動部を有していないことから、フレネルレンズ２３をスクリーン２０に平行な面内で移動させるときの動作音を実質的になくすことができる。
【００６０】
以上、本発明の投写型画像表示装置について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上述の形態に限定されるものではない。例えば、駆動ユニットによりスクリーンに平行な面内で移動させる被駆動部材は、フレネルレンズ２３ではなく拡散部材２５（図１参照）であってもよい。
【００６１】
また、実施の形態で示した一対の駆動源４０Ａ，４０Ｂは、駆動力の方向が互いに１８０度以下の所望の角度をなすように配置することができ、当該角度は実施の形態で説明した９０度に限定されるものではない。ここで、各駆動源による駆動力の方向が互いに平行な方向ではないときに「各駆動源による駆動力の方向が互いになす角度」とは、個々の駆動源による引張り力の方向を正方向として各駆動力の作用線を軸線とする座標系を想定したときに、第１象限で各軸線が互いになす角度を意味する。
【００６２】
上記の角度をα度とすれば、各駆動源の駆動波形を互いに同じ振幅および波長を有する正弦波形とし、かつ一方の駆動源の駆動波形と他方の駆動源の駆動波形との位相差Δφを（１８０−α）度とすることにより、被駆動部材をスクリーンと平行な面内で連続運動させることが容易になる。このとき、一方の駆動源から弾性保持ユニットに付与される駆動力Ｆａ（θ）は位相角θの関数となり、下式（iii）
Ｆａ（θ）＝Ｆｉ＋Ｆ0・sin（θ＋９０）      ……（iii）
で表される。同様に、他方の駆動源から弾性保持ユニットに付与される駆動力Ｆｂ（θ）も位相角θの関数となり、下式（iv）
Ｆｂ（θ）＝Ｆｉ＋Ｆ0・sin（θ−９０＋α）      ……（iv）
で表される。これらの駆動力Ｆａ（θ），Ｆｂ（θ）が被駆動部材の重心（弾性保持ユニットと被駆動部材とからなる構造体の重心）を通るように当該駆動源を配置すれば、モーメントの影響を排除することも容易になる。
【００６３】
一対の駆動源４０Ａ，４０Ｂによる駆動力の方向が互いに９０度未満の所望の角度をなすように配置した場合には、駆動源４０Ａと駆動源４０Ｂとの間隔を狭くし易いことから、例えば図１４に示す投写型画像表示装置８５のように、装置下部の正面視上の幅Ｗを絞ったスリムなデザインを実現することも容易である。なお、図１４中の参照符号２０はスクリーンを示しており、参照符号７０は筐体を示している。
【００６４】
画像表示を行うときの被駆動部材の移動形態は円運動や楕円運動に限定されるものではなく、例えばスクリーンのＸ軸やＹ軸（図２参照）に沿った往復運動等であってもよい。ただし、シンチレーションの発生を抑えるという観点からは、例えば円運動のように運動方向が変化するときでも速度が０よりも大きい運動を被駆動部材に行わせることが好ましい。駆動源の構造、総数、および配置は、画像表示を行うときの被駆動部材の移動形態に応じて、適宜変更可能である。
【００６５】
個々の弾性支持部材の構造および弾性支持部材の総数も適宜変更可能である。例えば被駆動部材のＺ軸（図３参照）方向への変形を抑制するために、実施の形態で説明した４つの弾性支持部材３５ａ〜３５ｄに加えて、被駆動部材の上辺中央部の近傍、下辺中央部の近傍、左辺中央部の近傍、または右辺中央部の近傍等に弾性支持部材を配置してもよい。
【００６６】
上述した実施の形態で例示した投写型画像表示装置８０はストッパ部材３７（図２参照）を備えたものであるが、ストッパ部材３７は必須の構成部材ではなく、省略することも可能である。ただし、輸送時の振動や衝撃等に起因する破損をできるだけ抑えるという観点からは、表示装置の非動作時での弾性保持ユニットの付勢方向とは逆方向に位置する箇所に所望構造のストッパ部材と該ストッパ部材に係合する係止部材とを配置して、これらによっても弾性保持ユニットの移動を抑えることが好ましい。
【００６７】
また、表示装置の非動作時での弾性保持ユニットと筐体枠との接触は、筐体枠の内側上面において行われなければならないというものではなく、所望箇所において行わせることができる。筐体枠は、弾性保持ユニットと係合する係合溝７１ｂ（図５参照）に代えて、別途作製された所望形状の係合部を有するものであってもよい。本発明の投写型画像表示装置については、上述したもの以外にも種々の変形、修飾、組合せ等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、家庭または業務用の投写型画像表示装置に適用することができ、特に大画面の投写型画像表示装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の投写型画像表示装置の一例を概略的に示す一部切欠き断面図である。
【図２】図１に示した投写型画像表示装置の内部構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図１および図２に示した投写型画像表示装置における弾性保持ユニットでのフレネルフレームの断面形状の一例を示す概略図である。
【図４】図１および図２に示した投写型画像表示装置における弾性保持ユニットでの弾性支持部材の一例を概略的に示す斜視図である。
【図５】図１および図２に示した投写型画像表示装置の非動作時でのフレネルフレームと筐体枠との接触状態の一例を概略的に示す部分断面図である。
【図６】図１および図２に示した投写型画像表示装置の非動作時でのストッパ部材と各係止部材との係合状態の一例を概略的に示す一部切欠き断面図である。
【図７】図１および図２に示した投写型画像表示装置における駆動ユニットで用いられる駆動源の一例を概略的に示す分解斜視図である。
【図８】図７に示した駆動源の動作原理を示す概念図である。
【図９】図１および図２に示した投写型画像表示装置の動作時に各駆動源から弾性保持ユニットに付与される駆動力の一例を示す概略図である。
【図１０】図１および図２に示した投写型画像表示装置の動作時に筐体枠との係合が解けた弾性保持ユニットを概略的に示す部分断面図である。
【図１１】図１および図２に示した投写型画像表示装置の動作時に各係止部材との係合が解けたストッパ部材を概略的に示す一部切欠き斜視図である。
【図１２】図１および図２に示した投写型画像表示装置における一対の駆動源それぞれの駆動波形の一例を示す概略図である。
【図１３】図１２に示した駆動波形で各駆動源を駆動させたときの位相角とフレネルレンズの重心に働く力との関係の一例を示す概念図である。
【図１４】この発明の投写型画像表示装置の他の例を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  光学エンジン
２０  スクリーン
２３  フレネルレンズ
２５  拡散部材
３０  弾性保持ユニット
３１  フレネルスクリーン
３５ａ〜３５ｄ  弾性支持部材
３７  ストッパ部材
４０Ａ，４０Ｂ  駆動源
５３  制御回路部
５５  駆動ユニット
７０  筐体
７１  筐体枠
７１ｂ  係合溝
７７ａ，７７  係止部材
８０，８５  投写型画像表示装置
Ｏ  フレネルレンズの重心
Ｆａ（θ），Ｆｂ（θ）  駆動源から弾性保持ユニットに付与される駆動力
Ｆ  合力
Ｘ  スクリーンの左右軸
Ｙ  スクリーンの上下軸
Ｚ  スクリーンの前後軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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