特許 6976801 投射型表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6976801

(24)【登録日】2021年11月12日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】投射型表示装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20211125BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20211125BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20211125BHJP

   H05K 7/14 20060101ALI20211125BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/14 Z

   G03B21/00 E

   H04N5/74 Z

   H05K7/14 A

【請求項の数】7

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-194839(P2017-194839)

(22)【出願日】2017年10月5日

(65)【公開番号】特開2019-66784(P2019-66784A)

(43)【公開日】2019年4月25日

【審査請求日】2020年9月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】宮島 健

【審査官】 石本 努

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１９８８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−０９３７９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−１１７７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０３８７６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−０８４９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１８７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４３８７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ２１／００−２１／１０

２１／１２−２１／１３

２１／１３４−２１／３０

３３／００−３３／１６

Ｇ０９Ｆ９／００

Ｈ０５Ｋ１／１４

３／３６

７／１２−７／１４

７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

赤色、青色、および、緑色の光を変調する複数のパネルと、
前記複数のパネルをそれぞれ制御する複数の回路基板と、
前記複数のパネルのそれぞれから延びており、前記複数の回路基板のそれぞれに対して所定の位置関係でのみ接続可能な接続部と、
前記複数の回路基板のうち一つの回路基板を回動可能に支持する支持部を有することを特徴とする投射型表示装置。

【請求項2】

前記複数の回路基板のうち一つの回路基板は、所定の軸部を中心として回動可能であることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。

【請求項3】

前記支持部は板金を含み、
前記板金は、前記複数の回路基板のうち一つの回路基板を支持した状態で回動することにより前記回路基板を回動させることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。

【請求項4】

前記板金は、ヒンジ部を有し、
所定の軸部を中心として回動することにより前記複数の回路基板のうち一つの回路基板を回動させることを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。

【請求項5】

前記板金は、弾性部材を含み、
前記弾性部材の変形により前記複数の回路基板のうち一つの回路基板を回動させる
ことを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。

【請求項6】

前記複数の回路基板には、前記接続部を接続するためのコネクタが前記複数の回路基板のそれぞれに対して共通の位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投射型表示装置。

【請求項7】

光源からの緑色の光を緑色用の前記パネルへ導く第１の偏光分離部と、
前記光源からの赤色および青色の光を赤色用の前記パネルおよび青色用の前記パネルへそれぞれ導く第２の偏光分離部と、
赤色、青色、および、緑色の前記パネルからの光を合成する合成部と、を有する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投射型表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高解像度な画像を投射可能な投射型表示装置は、複数の回路基板を必要とし、投射型表示装置の内部配置の制約上、投射型表示装置の高さ方向に複数の回路基板を積み重ねるようにして配置している。特許文献１には、２枚の回路基板を重ねて配置した電力変換装置が開示されている。特許文献２には、３枚の基板を重ねて配置した半導体装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−１７４５１８号公報

【特許文献2】特開２０１６−１４６４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示された電力変換装置や特許文献２に開示された半導体装置を投射型表示装置に転用しようとすると、Ｒ、Ｇ、Ｂのパネルのそれぞれに対する別個のパネル駆動基板が必要となる。すなわち、パネルの構造はＲＧＢのそれぞれに共通であるが、パネルの取り付け姿勢はそれぞれ互いに異なっている。

【0005】

このような状態で各パネル駆動基板の配置制約を守ろうとすると、パネルＦＰＣの端子面とパネル駆動基板に実装されたコネクタの位置および端子面とが合わなくなり、組み立てが困難になる。一方、組み立て性を確保するために、パネルＦＰＣとパネル駆動基板のコネクタ位置および端子面とが合うようにパネル駆動基板を配置すると、投射型表示装置が大型化してしまう。

【0006】

そこで本発明は、従来よりも小型の投射型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】

【0007】

本発明の一側面としての投射型表示装置は、赤色、青色、および、緑色の光を変調する複数のパネルと、前記複数のパネルをそれぞれ制御する複数の回路基板と、前記複数のパネルのそれぞれから延びており、前記複数の回路基板のそれぞれに対して所定の位置関係でのみ接続可能な接続部と、前記複数の回路基板のうち一つの回路基板を回動可能に支持する支持部を有する。

【0008】

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、従来よりも小型の投射型表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態におけるパネルＦＰＣ組み込み前（Ｒ基板支持部材の回動前）の状態を示す図である。

【図2】各実施形態における投射型表示装置の光学系の模式図である。

【図3】各実施形態におけるパネルに実装されたパネルＦＰＣの状態を示す図である。

【図4】各実施形態におけるパネル駆動基板の説明図である。

【図5】第１の実施形態におけるパネルＦＰＣ組み込み後（Ｒ基板支持部材の回動後）の状態を示す図である。

【図6】第２の実施形態における支持部および基板の説明図である。

【図7】第１の実施形態におけるＲ基板支持部材の周囲構成図である。

【図8】第１の実施形態における変形例としてのＲ基板支持部材の周囲構成図である。

【図9】第１の実施形態におけるＲ基板支持部材の周囲断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0012】

（第１の実施形態）
まず、図２を参照して、本発明の第１の実施形態における投射型表示装置の光学系について説明する。図２は、投射型表示装置（プロジェクタ）１００の光学系の模式図である。

【0013】

光源から出射した光１は、色分離光学系に入射し、ダイクロミラー２により、直進する緑色光とそれ以外のマゼンダ色光（青色光および赤色光）とに分離される。続いて、直進した緑色光は、１／２波長板３によりＳ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４に入射する。そして緑光は、偏光ビームスプリッタ４の反射面で反射し、１／４波長板５を通過した後に緑色用のパネル６に入射して変調される。変調された緑色光は、再び１／４波長板５に入射した後、色合成プリズム（合成部）１３に入射する。１／２波長板３、偏光ビームスプリッタ４、および、１／４波長板５は、光源からの緑色の光を緑色用のパネル６へ導く第１の偏光分離部を構成する。

【0014】

一方、青色光および赤色光は、カラーセレクト素子７に入射し、赤色光は例えばＰ偏光に変換され、青色光はそのままＳ偏光で偏光ビームスプリッタ８に入射する。Ｓ偏光の青色光は、偏光ビームスプリッタ８の反射面で反射し、Ｐ偏光の赤色光は透過する。続いて青色光は、１／４波長板１１を通過した後に青色用のパネル１２に入射して変調され、再び１／４波長板１１に入射した後、色合成プリズム１３に入射する。赤色光は、１／４波長板９を通過した後に赤色用のパネル１０に入射して変調される。変調された赤色光は、再び１／４波長板９に入射し、偏光ビームスプリッタ８で反射した後に色合成プリズム１３に入射する。カラーセレクト素子７、偏光ビームスプリッタ８、１／４波長板９、１１は、光源からの赤色および青色の光を赤色用のパネル１０および青色用のパネル１２へそれぞれ導く第２の偏光分離部を構成する。

【0015】

続いて、色合成プリズム１３は、赤色光、緑色光、および、青色光を合成して白色光を生成し、投射レンズ１４に入射する。投射レンズ１４を通過した光は、スクリーン（不図示）上に投影される。

【0016】

次に、図３を参照して、緑色、赤色、青色用のパネル（液晶パネル）６、１０、１２に実装されたパネルＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）について説明する。図３は、緑色、赤色、青色用のパネル６、１０、１２にそれぞれ実装されたパネルＦＰＣ（接続部）６ａ、１０ａ、１２ａの状態を示す図である。図３に示される構成は、一般的に縦型光学系と呼ばれ、各色用のパネルＦＰＣ６ａ、１０ａ、１２ａが全て水平方向に延出するという特徴を有する。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、一部または全てのパネルＦＰＣ６ａ、１０ａ、１２ａが鉛直方向に延出する光学系にも適用可能である。一般的に、緑色、赤色、青色用のパネル６、１０、１２は、コストダウンや性能のばらつきを抑える目的で共通化されている（少なくとも、パネルＦＰＣを接続するためのコネクタが共通の位置に設けられている）場合が多い。従って、パネルＦＰＣ６ａ、１０ａ、１２ａの形状や長さも共通化されている。本実施形態において、回路基板（Ｇ基板２２、Ｒ基板２０、Ｂ基板２１）は、赤色、青色、および、緑色用のパネル６、１０、１２のそれぞれに対応して複数設けられている。そしてパネルＦＰＣ６ａ、１０ａ、１２ａは、パネル６、１０、１２からそれぞれ延びており、Ｇ基板２２、Ｒ基板２０、Ｂ基板２１に対して所定の位置関係でのみＧ基板２２、Ｒ基板２０、Ｂ基板２１にそれぞれ接続可能である。

【0017】

ここで、パネルＦＰＣ６ａ、１０ａ、１２ａのそれぞれの端子面（コネクタ面）の向きに注目する。赤色用のパネルＦＰＣ１０ａの端子面が−Ｚ方向を向いているとすると、青色用のパネルＦＰＣ１２ａはＸ方向を向き、緑色用のパネルＦＰＣ６ａはＺ方向を向く。この状態で、各色に関して共通化されたパネル駆動基板（Ｒ基板２０、Ｂ基板２１、Ｇ基板２２：回路基板）を配置すると、図４に示されるようになる。

【0018】

図４は、共通化されたパネル駆動基板（Ｒ基板２０、Ｂ基板２１、Ｇ基板２２：回路基板）の説明図である。パネル駆動基板（Ｒ基板２０、Ｂ基板２１、Ｇ基板２２）はそれぞれ、被制御部としてのパネル１０、６、１２を制御する。図４に示されるように、外装部品１５の内部に、電源基板１６、光源制御基板１７、メイン基板１８、インターフェース基板（ＩＦ基板）１９が積み重ねられている。Ｒ基板２０、Ｂ基板２１、および、Ｇ基板２２はそれぞれ、共通化されたパネル駆動基板（液晶パネル駆動基板、回路基板）である。Ｒ基板２０はＲ基板支持部材（支持部）２３に取り付けられた状態で、Ｂ基板２１はＢ基板支持部材（支持部）２４に取り付けられた状態で、パネルの略上側に配置されている。一方、Ｇ基板２２は、Ｇ基板支持部材（支持部）２５に取り付けられた状態で、Ｚ方向に沿って立てて配置されている。

【0019】

図１は、赤色用のパネルＦＰＣ１０ａをＲ基板２０の端子部（コネクタ）に挿入するときの状態（パネルＦＰＣ１０ａの組み込み前の状態、すなわちＲ基板支持部材２３の回動前の状態）を示している。図７はＲ基板支持部材２３の周囲構成図であり、図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なる向きから見た図を示している。図９（ａ）は、Ｒ基板支持部材２３の周囲断面図である。

【0020】

Ｒ基板支持部材（板金）２３は、所定の軸部Ｏを中心としてＲ基板２０を回動させるためのヒンジ部２３ａを有する。赤色用のパネルＦＰＣ１０ａをＲ基板２０に接続する場合、Ｒ基板２０は、ＩＦ基板１９の上部に位置し、その後、ヒンジ部２３ａを支点にしてＲ基板２０を回動し、最終的には図５に示される位置まで移動する。図５は、パネルＦＰＣ１０ａの組み込み後、Ｒ基板支持部材２３を回動させた後の状態を示している。Ｒ基板支持部材２３は、Ｒ基板２０を支持した状態で、ヒンジ部２３ａに対応する所定の軸部Ｏを中心としてＲ基板２０を回動させることによりＲ基板２０を回動させる。

【0021】

図７および図９（ａ）に示されるように、Ｒ基板支持部材２３に固定された接続板金２３ｂの穴部とＢ基板支持部材２１に固定された接続板金２４ｂの穴部を同一直線上に並べ、かつ軸を通すことで蝶番の構成をなしている。このような構成により、パネル駆動基板としてのＲ基板２０を支持するＲ基板支持部材２３が所定の軸部Ｏを中心として回動可能となる。これにより、Ｒ基板支持部材２３は、Ｒ基板２０を回動可能に支持することができる。

【0022】

図８は本実施形態の変形例としてのＲ基板支持部材２３の周囲構成図であり、図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なる向きから見た図を示している。図９（ｂ）は、変形例としてのＲ基板支持部材２３の周囲断面図である。本変形例は、ヒンジ部２３ａに代えて、Ｒ基板２０を回動させるための弾性部材２９を有する。すなわち、板金としてのＲ基板支持部材２３は薄い板金としての弾性部材２９を含む。そして、図９（ｂ）中の矢印方向に力を加えることにより、弾性部材２９を破線のように変形させる。その結果、Ｒ基板２０を回動させることができる。すなわち本変形例では、弾性部材２９の変形によりＲ基板２０を回動させることができる。

【0023】

本実施形態によれば、組立作業時やメンテナンス時など、赤色用のパネルＦＰＣ１０ａを着脱する場合、作業性を損なうことなくＲ基板２０を回動させることにより、投射型表示装置１００の内部にコンパクトに収納することが可能となる。なお本実施形態では、Ｒ基板２０を回動することが可能であるが、これに限定されるものではなく、Ｂ基板２１またはＧ基板２２を回動するように構成してもよい。

【0024】

（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では回路基板（例えばＲ基板２０）を支持する支持部が明確な回動軸（ヒンジ部２３ａ）を有するが、本実施形態では基板を支持する支持部２９が明確な回動軸を有しない。

【0025】

図６は、支持部２６および基板（回路基板）２７の説明図である。図６（ａ）は基板２７を支持部２６に取り付ける前の状態を示し、図６（ｂ）は基板２７を支持部２６に取り付けた状態を示している。図６（ｂ）に示されるように、支持部２６を支点として、矢印Ａの方向に基板２７を回動させることができる。すなわち基板２７は、基板２７内の所定の軸部Ｏを中心として回動することが可能である。パネルＦＰＣ６ａ、１０ａ、１２ａをそれぞれ接続する場合、基板２７上のコネクタ（端子部）が上面を向く姿勢に、完成品状態では投射型表示装置１００の内部にスペース効率よく配置することが可能となる。また本実施形態のように、基板２７のみを回動させてもよい。このような構成によれば、第１の実施形態における基板支持部材の回転軸周辺の構造を単純化することができる。また本実施形態では、基板支持部材は回動しないため、基板支持部材のエッジによりパネルＦＰＣやその他のハーネスを傷付ける可能性を低減することができる。

【0026】

各実施形態によれば、従来よりも小型の電子機器（例えば投射型表示装置）を提供することができる。また、各実施形態の電子機器の組み立て性を向上させることが可能である。

【0027】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

【0028】

各実施形態において、緑、赤、および、青のパネル６、１０、１２はそれぞれ、反射型のパネル（反射型プロジェクタ）であるものとして説明したが、これに限定されるものではない。各実施形態は、透過型のパネル６、１０、１２（透過型プロジェクタ）にも適用可能である。また各実施形態は、液晶パネルを用いたプロジェクタを説明しているが、これに限定されるものではない。各実施形態は、液晶パネルに代えて、マイクロミラーアレイを用いたプロジェクタにも適用可能である。また各実施形態は、投射型表示装置以外の電子機器にも広く適用可能である。

【符号の説明】

【0029】

１０ 赤色用のパネル（被制御部）
１０ａ 赤色用のパネルＦＰＣ（接続部）
２０ Ｒ基板（回路基板）
２３ Ｒ基板支持部材（支持部）
１００ 投射型表示装置（電子機器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】