投射型显示装置的制作方法

专利名称：投射型显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过光调制元件调制来自光源的光并向被投射面放大投射的投射型显示装置，尤其涉及将光调制元件上的图像在投射透镜部和镜部之间作为中间像成像，并将该中间像向镜部放大投射的投射型显示装置。
背景技术：
以往，在液晶投影仪等投射型显示装置(以下称为“投影仪”)中，为了缩短屏幕与投影仪的距离而实现投射光学系统的广角化。并且，伴随所述广角化，提出了采用倾斜投射的结构的投影仪，倾斜投射使从投影仪射出的投射光从倾斜方向朝屏幕投射。在所述结构的投影仪中，作为投射光学系统例如可以使用投射透镜单元和反射镜。在该结构中，光调制元件上的图像在投射透镜单元和反射镜之间作为中间像成像，该中间像通过反射镜被放大投射。由此，实现投射距离的缩短(参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2008-25(^83号公报但是，用于驱动及控制投影仪的控制电路基板具有比较大的面积。因此，根据控制电路基板的配置方式的不同，投影仪主体可能会大型化。通常，控制电路基板在主体壳体内配置在由光调制元件等构成的光学引擎的上方。然而，在上述倾斜投射的投影仪中，在主体壳体的上表面以朝向斜上方的方式形成有投射口，通过反射镜折返的光通过投射口而朝向屏幕。此时，若主体壳体的上表面在投射口的前方附近向上方伸出，则有可能遮挡投射光。因此，控制电路基板不能配置成过于接近反射镜侧。此外，若控制电路基板在投射方向上配置在比较远离反射镜的位置，则主体壳体 (投影仪主体)在投射方向上的尺寸容易变大。若投影仪的投射方向的尺寸变大，则在投影仪最大限度地接近屏幕时，投射距离(从投射口到屏幕的距离)变长。由此，在使投影仪相对于屏幕接近或远离而调整投射图像的尺寸时，无法缩小投射图像的最小尺寸，从而投射图像的尺寸的调整范围变窄。如上所述，对于倾斜投射的结构的投影仪而言，在形成投影仪主体的形状及大小方面受到各种限制。因此，控制电路基板需要配置在考虑上述的限制且能够抑制投影仪主体壳体的大型化的位置。

发明内容
本发明是鉴于这样的问题而提出的，其目的在于提供一种在不降低投射功能的情况下使形成倾斜投射结构情况下的主体形状紧凑的投射型显示装置。本发明的投射型显示装置具备光源；调制来自所述光源的光的光调制部 ’放大投射通过所述光调制部调制的光的投射部；控制电路部；配置所述光源、所述光调制部、所述投射部及所述控制电路部的主体壳体。在此，所述投射部包括来自所述光调制部的光所入射的投射透镜部、反射透过该投射透镜部的光而使其朝向被投射面的镜部。所述镜部配置成从所述投射透镜部的光轴偏移，该偏移的方向为从所述投射透镜部入射的光被折返的方向的相反方向。此外，所述控制电路部配置在通过所述投射透镜部和所述镜部的位置错位而在所述投射透镜部与所述主体壳体之间产生的空间中。根据本发明的投射型显示装置，通过将镜部从投射透镜部的光轴偏移配置，从而将投射透镜部与主体壳体之间产生的空间用作控制电路部的配置空间，因此，不会因控制电路部的配置而使主体壳体遮挡投射光或使投射距离变长。因此，能够在不使投射功能降低的情况下将投射型显示装置形成为紧凑的结构。在本发明的投射型显示装置中，所述控制电路部可包括多个电路基板。此时，所述电路基板在所述空间上下排列。根据这样的结构，能够利用在投射透镜部与主体壳体之间产生的空间而高效地配置控制电路部。本发明的投射型显示装置可构成为，具备保持所述控制电路部的保持构件。在这样构成的情况下可构成为，所述光调制部及所述投射部固定在所述保持构件上，此外，所述保持构件、所述光调制部及所述投射部这三者以一体化的状态固定在所述主体壳体上。根据这样的结构，在因破损等要更换控制电路部时，能够一次性地将所述保持构件、所述光调制部及所述投射部这三者从主体壳体拆下。即，无需在从主体壳体上拆下光调制部和投射部之后再从主体壳体上拆下保持构件这样费时费力较多的作业，因此能够容易地进行控制电路部的更换作业。进而，所述保持构件可由金属材料形成。根据这样的结构，能够通过保持构件阻断从控制电路部产生的电磁波。在本发明的投射型显示装置中，所述控制电路部可包括多个端子。此时，在所述主体壳体的一侧面上的与所述空间对应的位置可设置有所述多个端子向外部露出的端子部。 此外，在所述一侧面的所述端子部的上方可设有用于向所述主体壳体内取入外部空气的吸气口。根据这样的结构，由于在主体壳体的一侧面的与配置控制电路部的空间对应的位置设置端子部，因此能够在端子部的上方、即与光调制部和投射透镜部对应的位置形成有吸气口，以使端子部不会成为障碍。由此，能够扩大吸气口的面积，所以能够增多向主体壳体内的吸气量，从而能够良好地冷却内部的发热部位。发明效果如以上所述，根据本发明，能够提供一种在不降低投射功能的情况下使采用倾斜投射结构情况下的主体形状紧凑的投射型显示装置。本发明的效果乃至意义将通过以下所示的对实施方式的说明而进一步明确。但是，以下的实施方式充其量仅为实施本发明时的一个示例，本发明完全不局限于以下的实施方式中所记载的结构。


图1是表示实施方式的投影仪的外观结构的图(立体图)。图2是表示实施方式的投影仪的外观结构的图(仰视图)。
图3是表示实施方式的投影仪的内部结构的图。图4是示意性地表示实施方式的投射光学单元的结构的图。图5是表示实施方式的控制电路单元的结构的图。图6是表示实施方式的控制电路单元的结构的图。图7是表示实施方式的光学单元的结构。图8是表示实施方式的光学单元安装前的主体壳体的状态的图。图9是说明实施方式的投影仪的投射形态和效果的图。符号说明1主体壳体8 吸气口14灯单元(光源)15光调制单元(光调制部)17投射光学单元(投射部)101投射透镜单元(投射透镜部)102反射镜(镜部)210主控制基板(控制电路部、电路基板)211 端子220扩张界面基板(控制电路部、电路基板)221 端子240端子面板(端子部)250支架(保持构件)
具体实施例方式以下，参照

本发明的实施方式。图1及图2是表示投影仪的外观结构的图。图1 (a)是从前方观察到的投影仪的立体图，图1(b)是从后方观察到的投影仪的立体图。另外，图2是投影仪的仰视图。需要说明的是，为了便于说明，图1 (a)、(b)及图2中分别绘出表示前后左右方向的箭头。以下， 在其他附图中也是同样地根据需要绘出表示前后左右方向的箭头。本实施方式的投影仪为所谓的短焦投射型的投影仪。参照图1，投影仪具备具有大致长方体形状的主体壳体1。主体壳体1由下壳体2和从上方盖在下壳体2上的上壳体3 构成。在主体壳体1的上表面形成有朝向后方下降的第一倾斜面la、与该第一倾斜面Ia 连续地向后方上升的第二倾斜面lb。第二倾斜面Ib朝向斜上前方，在该第二倾斜面Ib上形成有投射口 4。从投射口 4向斜上前方射出的影像光被放大投射到配置在投影仪前方的屏幕上。另外，在主体壳体1的上表面设有灯用罩5。在主体壳体1的上表面形成有用于更换灯单元的灯用开口和用于更换过滤器的过滤器开口，所述过滤器配置在冷却灯单元的风扇单元上。灯用罩5为用于覆盖这些灯用开口及过滤器用开口的罩。而且，在主体壳体 1的上表面设有由多个操作键构成的操作部6。
在主体壳体1的右侧面形成有端子口部7。在端子口部7配置有端子面板233，该端子面板240具有AV端子等各种端子。端子面板240构成后述的控制电路单元的一部分。 影像信号和声音信号等AV(图像声音(Audio Visual))信号通过AV端子输入到投影仪中。 另外，在主体壳体1的右侧面，在端子口部7的上方设有吸气口 8。吸气口 8由多个狭缝状的孔构成，外部空气通过吸气口 8而进入到主体壳体1内。在主体壳体1的左侧面设有第一排气口 9及第二排气口 10。所述排气口 9、10由多个狭缝状的孔构成，主体壳体1内部的空气通过所述排气口 9、10向设备外部排出。另外， 在主体壳体1的后表面形成有出声口 11。在投射时从出声口 11输出与影像对应的声音。参照图2，在主体壳体1的底面的前部中央部设有固定腿12，在后端部设有两个调整腿13。通过使两个调整腿13上下伸缩，能够对主体壳体1的前后方向及左右方向的倾斜进行调整。由此，能够对投射到屏幕上的图像的上下的位置及左右的倾斜进行调整。对于本实施方式的投影仪，除了采用主体壳体1的底面设置在桌子或地板等设置面上的安放设置之外，也可采用主体壳体1上下颠倒地设置在顶棚上的悬吊设置。另外，在主体壳体1的前表面未设置端子面板240和吸气口 8，前表面成为平坦的面。因此，利用本实施方式的投影仪，能够采用形成主体壳体1的前表面设于设置面的设置形态。这种情况下，图像投射到设置面本身上。图3是表示投影仪的内部结构的图。该图是从前方观察到的上壳体3被拆下后的状态的立体图。需要说明的是，为了便于说明，在图3中用虚线绘出光调制单元15及投射光学单元17。另外，以点划线表示吸气口 8的位置。参照图3，在下壳体2的前部配置有灯单元14和光调制单元15，该光调制单元15 对来自灯单元13的光进行调制而生成影像光。灯单元14由光源灯和保持光源灯的灯支架构成，其配置成能够从上方进行装卸。 在灯单元14的后方配置有风扇单元16。风扇单元16将从吸气口 8进入的外部空气(冷却风)向光源灯供给，从而冷却光源灯。在灯支架上设有通风通道，该通风通道用于向光源灯引导来自风扇单元16的冷却风。光调制单元15包括色轮和DMD (数字微镜元件)。色轮通过分时将来自光源灯的白色光分离为红、绿、蓝等各色光。DMD根据影像信号对从色轮射出的各色光进行调制。在光调制单元15的后方配置有投射光学单元17。投射光学单元17将由光调制单元15生成的影像光放大并将其投射到屏幕等被投射面上。图4是示意性地表示投射光学单元17的结构的图。需要说明的是，在该图中，除了投射光学单元17外，还示意性地绘出有光调制单元15、控制电路单元23及噪音过滤单元 24。投射光学单元17由投射透镜单元101、反射镜102、收容所述投射透镜单元101及反射镜102的外壳103构成。投射透镜单元101具有多个透镜101a。反射镜102为曲面镜或自由曲面镜。如图4所示，从光调制单元15射出的影像光在从投射透镜单元101的光轴L向主体壳体1的上表面方向偏移的位置向投射透镜单元101入射。入射的影像光受到投射透镜单元101的透镜作用并向反射镜102入射。然后，影像光通过反射镜102被广角化，从而经由光线通过窗104而向被投射面(屏幕面)投射。
如上所述，影像光由于在从投射透镜单元101的光轴L向主体壳体1的上表面方向偏移的位置向投射透镜单元101入射，所以反射镜102配置成从投射透镜单元101的光轴L向主体壳体1的底面侧偏移。在此，反射镜102由于具有比构成投射透镜单元101的各透镜的透镜面更大的反射面，所以反射镜102相对于投射透镜单元101的光轴L的偏移量变得较大。因此，在投射透镜单元101的下方，在与主体壳体1(下壳体幻的底面之间产生比较大的空间G。该空间G在从投射透镜单元101的配置位置到光调制单元15的配置位置产生。返回到图3，在风扇单元16的后方配置有电源单元18。电源单元18具备电源电路，其对投影仪的各电装部件进行电源的供给。在电源单元18的后方配置有扬声器19。从扬声器19输出的声音通过出声口 11向外部发出。在光调制单元15的右方配置有DMD用冷却风扇20。DMD用冷却风扇20为了冷却 DMD而向光调制单元15供给从吸入口 8进入的外部空气。在风扇单元14的左方设有灯用排气风扇21。灯用排气风扇21取入冷却光源灯后的冷却风，并通过第一排气口 9将其向外部排出。在电源单元18的左方设有电源用排气风扇22。电源用排气风扇22取入电源单元 18内的温暖的空气，并通过第二排气口 10将其向外部排出。通过使空气从电源单元18内向电源用排气风扇22流动，新的外部空气从吸气口 8被取入而向电源单元18内供给。此外，如图3及图4所示，在本实施方式的投影仪中，在投射透镜单元101和光调制单元15的下方产生的上述空间G配置有控制电路单元23及噪音过滤单元M。噪音过滤单元M具备配置有噪音过滤器和保险丝的电路基板，其从输入的商业用交流电源去除噪音后将其向电源单元18进行供给。图5及图6是表示控制电路单元23的结构的图。图5(a)是表示主控制基板210 及扩张界面基板220安装到支架250之前的状态的立体图。图5(b)是表示主控制基板210 及扩张界面基板220安装到支架250之后的状态的立体图。图6是从下方观察到的支架 250的俯视图。参照图5及图6，控制电路单元23包括主控制基板210、扩张界面基板220、固定板230、端子面板240及支架250。在主控制基板210上配置有用于控制光源灯和DMD等各种驱动部件的控制电路。 另外，在主控制基板210的右端部配置有各种端子211，在中央附近配置有用于进行与DMD 用配线基板1 连接的连接器212。在主控制基板210上，在四个角部、前侧的两个角部之间、后侧的两个角部之间共计六处形成有安装孔213。另外，在除了左后的角部以外的三个角部的安装孔213的相邻处形成有定位孔214。需要说明的是，在图5(a)中，右前的角部的安装孔213及定位孔214 成为被端子面板240隐藏的状态。在扩张界面基板220上配置有未配置在主控制基板210上的剩余的端子221。固定板230由金属材料形成，固定部231和防护部232上下一体地形成。在固定部231的一个面上将扩张界面基板220和主控制基板210固定成上下排列，而在另一个面上固定有端子面板对0。在防护部232上形成有多个开口 232a，在各开口 23 上安装有金属网(未图示)。如图3所示，当控制电路单元23安装在主体壳体1上时，防护部232配置在吸气口 8的内侧。从吸气口 8取入的外部空气通过开口 23 而流入主体壳体1的内部。 防护部232阻断要从吸气口 8向外部泄漏的电磁波。在端子面板240上形成有与各端子211、221的形状匹配的开口，各种端子211、221 通过这些开口而面对外部。需要说明的是，虽然没有进行图示，但是在固定板230的固定部 231上也形成有各端子211、221所通过的开口。支架250由金属材料(例如铝)形成，其具有上面板251、在上面板251的前后两侧形成的前面板252及后面板253。在上面板251上形成有用于供DMD用配线基板1 通过的开口 254、用于收容投射光学单元17的入射端侧的底部的开口 255。如图6所示，在前面板252及后面板253上形成有与主控制基板210的六个安装孔213对应的六个安装片256。在各安装片256上形成有安装孔256a。另外，在前面板252的两侧的两个安装片256和后面板253的右端的安装片256上分别形成有定位突起256b，定位突起256b与主控制基板210的定位孔214相对应。而且，在前面板252及后面板253的左端部分别形成有用于将支架250向主体壳体1安装的安装片257。在这些安装片257上也形成有安装孔257a。如图5 (a)所示，主控制基板210及扩张界面基板220从下方收容于上面板251、前面板252及后面板253所包围的收容区域内。当收容到收容区域内的规定位置时，主控制基板210从下侧抵接六个安装片256，主控制基板210的三个定位孔214分别插入对应的安装片256的定位突起256b内。由此，主控制基板210的六个安装孔213分别与对应的安装片256的安装孔256a对齐。在主控制基板210的六个安装孔213中的位于中央部分的两个安装孔213和与其对应的安装片256之间进行螺纹紧固。由此，如图5(b)所示，主控制基板210及扩张界面基板220被支架250固定，从而完成控制电路单元23的组装。需要说明的是，在这个时刻，在位于主控制基板210的四个角部的安装孔213和与其对应的安装片 256之间未进行螺纹紧固。当在支架250的上表面安装光调制单元15 (在图5(b)中未示出)时，如图5(b) 所示，与DMD连接的DMD用配线基板1 通过开口 2M插入支架250的收容区域内。此外， 设在DMD用配线基板1 上的连接器(未图示)与主控制基板210的连接器212相连接。 在DMD用配线基板1 上配置有朝向DMD的信号线，来自在主控制基板210上配置的DMD 用驱动器的驱动信号通过信号线向DMD传送。需要说明的是，在运转中，虽然电磁波能够从主控制基板210放出，但是由于支架 250由金属材料形成，所以能够通过支架250阻断电磁波。图7是表示光学单元U的结构的图。此外，图8是表示安装光学单元U之前的主体壳体1的状态的图。如图7所示，在控制电路单元23的支架250上，通过螺纹紧固等适当的固定方法固定有灯单元14、光调制单元15、投射光学单元17、风扇单元16及DMD用冷却风扇20。这样，控制电路单元23、风扇单元14、光调制单元15、投射光学单元17、风扇单元16及DMD用冷却风扇20被一体化，从而构成一个光学单元U。如图8所示，为了固定光学单元U，在下壳体2上设有四个安装部25、与支架250 的左端部的两个安装片257对应的两个安装部沈、与在投射光学单元17的外壳103上设置的未图示的安装片对应的一个安装部27，所述四个安装部25与在装入主控制基板210时未被螺纹紧固的支架250的四个安装片256相对应。如图3所示，通过将上述七个安装片256、257分别螺纹紧固在各自对应的七个安装部25、26、27上，光学单元U固定在下壳体2(主体壳体1)的底面。需要说明的是，如上所述，主控制基板210的安装孔213与四个安装片256的安装孔256a对齐。因此，主控制基板210与安装片256 —起螺纹紧固在安装部25上。由此，主控制基板210共计在六处被螺纹紧固固定，从而牢固地固定在支架250上。在主控制基板210破损的情况下，需要从支架250拆下主控制基板210以进行修理或更换为新的主控制基板210。这种情况下，作业人员(服务人员)拆下固定光学单元U 的七处的螺钉，从而从主体壳体1拆下光学单元U。然后，拆下两处的螺钉，从而从支架250 上拆下主控制基板210。这样，在本实施方式中，无需进行首先从主体壳体1拆下位于控制电路单元23的上方的光调制单元15和投射光学单元17、然后将控制电路单元23从主体壳体1上拆下这种费时费力较多的作业。因此，能够容易地更换主控制基板210。以上，在本实施方式中，利用因投射透镜单元101和反射镜102的位置错位而在投射透镜单元101的下方产生的空间G，在该空间G配置主控制基板210和扩张界面基板220。 因此，不会因这些基板的配置而导致投影仪1的投射方向上的尺寸增大等。由此，能够在不损害投影仪1的投射功能的情况下使投影仪1的外形紧凑。图9是表示本实施方式的一个投射形态的图。在本实施方式中，由于如上述那样将主控制基板210和扩张界面基板220配置在空间G中，因此能够抑制主体壳体1的投射方向上的尺寸Dl变大。需要说明的是，投射方向为该图的前后方向。在本实施方式中，由于能够以这种方式抑制尺寸Dl变大，因此能够减小投射距离 (屏幕与投射口 4之间的投射方向上的距离)D2的最短值。投射距离D2在如该图那样主体壳体1的前侧面Ic压抵在壁上时最短。在图9的投射形态下，通过使投影仪前后移动而改变投射距离D2，能够改变投射在屏幕上的图像的尺寸。在本实施方式中，由于能够缩短投射距离D2的最短值，因此能够减小投射图像的尺寸，能够扩大使投影仪前后移动而进行的投射头像的尺寸调整的范围。此外，在本实施方式中，主控制基板210和扩张界面基板220这两个电路基板上下排列地配置在支架250的收容空间即上述空间G中。由此，能够减小控制电路单元23的投射方向的尺寸，因此能够进一步抑制主体壳体1的投射方向上的尺寸Dl变大。进而，在本实施方式中，由于在主体壳体1的右侧面，在与配置主控制基板210和扩张界面基板220的空间G对应的位置上设置端子面板M0，因此，能够在该端子面板240 的上方、即与光调制单元15和投射透镜单元101对应的位置上形成吸气口 8，以使端子面板 240不会成为障碍。由此，能够扩大吸气口 8的面积，因此能够增加通向主体壳体1内的吸气量，能够良好地冷却光调制单元15的DMD等主体壳体1内部的发热部位。以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不局限于上述实施方式。此外， 在权利要求书所示的技术思想的范围内可以对本发明的实施方式适当地做出各种变更。例如，在上述实施方式中，作为构成光调制单元15的光调制元件使用DMD，但不局限于此，也可以使用液晶面板。
此外，在上述实施方式中，使用了具有光源灯的灯单元14，但也可以使用灯光源以外的光源，例如使用激光光源或LED光源。进而，在上述实施方式中，在支架250上，除了主控制基板210以外还保持有扩张界面基板220。然而，不局限于此，也可以在扩张界面基板220的基础上或取代扩张界面基板220将其他的电路基板例如通信电路基板与主控制基板210 —起保持在支架250上。需要说明的是，在通信电路基板上配置有用于在个人计算机等其他设备与投影仪之间进行通信的通信电路。
权利要求
1.一种投射型显示装置，其特征在于，具备 光源；调制来自所述光源的光的光调制部； 放大投射通过所述光调制部调制的光的投射部； 控制电路部；配置所述光源、所述光调制部、所述投射部及所述控制电路部的主体壳体， 所述投射部包括来自所述光调制部的光所入射的投射透镜部、反射透过该投射透镜部的光而使其朝向被投射面的镜部，并且所述镜部配置成从所述投射透镜部的光轴偏移， 该偏移的方向为从所述投射透镜部入射的光被折返的方向的相反方向，所述控制电路部配置在通过所述投射透镜部和所述镜部的位置错位而在所述投射透镜部与所述主体壳体之间产生的空间内。
2.根据权利要求1所述投射型显示装置，其特征在于，所述控制电路部包括多个电路基板，所述电路基板在所述空间内上下排列。
3.根据权利要求1或2所述的投射型显示装置，其特征在于， 具备保持所述控制电路部的保持构件。
4.根据权利要求3所述的投射型显示装置，其特征在于， 所述光调制部及所述投射部固定在所述保持构件上，所述保持构件、所述光调制部及所述投射部这三者以一体化的状态固定在所述主体壳体上。
5.根据权利要求3或4所述的投射型显示装置，其特征在于， 所述保持构件由金属材料形成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的投射型显示装置，其特征在于， 所述控制电路部包括多个端子。在所述主体壳体的一侧面上的与所述空间对应的位置设置有所述多个端子向外部露出的端子部，在所述一侧面上的所述端子部的上方设有用于向所述主体壳体内取入外部空气的吸气口。
全文摘要
本发明提供一种在不降低投射功能的情况下使采用倾斜投射结构情况下的主体形状紧凑的投射型显示装置。投影仪具备灯单元(14)、光调制单元(15)、投射光学单元(17)、控制电路单元(23)和主体壳体(1)。投射光学单元(17)包括投射透镜单元(101)和反射透过投射透镜单元(101)的光而使其朝向被投射面的反射镜(102)。反射镜(102)配制成从投射透镜单元(101)的光轴(L)向主体壳体(1)的底面侧偏移。控制电路单元(23)配置在因投射透镜单元(101)和反射镜(102)的位置错位而在投射透镜单元(101)与主体壳体(1)的底面之间产生的空间(G)内。
文档编号G03B21/14GK102243419SQ20111012953
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月12日 优先权日2010年5月13日
发明者久保敦志, 吉村太一, 小谷和范, 李在炫, 渡部慎一, 神原稔昌, 粉川博之, 长田泰辅 申请人:三洋电机株式会社