JP2005062691A

JP2005062691A - 映像投写装置

Info

Publication number: JP2005062691A
Application number: JP2003295464A
Authority: JP
Inventors: Hideo Masuda; 英夫増田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】カラーホイールを具備する映像投写装置において、カラーホイールに配設されたフィンの騒音を低減できる映像投写装置を提供する。
【解決手段】モータ１１により回転されるカラーホイール１２に配設されたフィン１３の反対面に、カラーホイール１２が所定の回転数で回転した時にフィン１３が発生する音の騒音パターン１４を予め印刷しておく。光ピックアップ部１５は、騒音パターン１４を読み取り、読み取ったデジタル信号を、フィン１３が発生する音を打ち消す音を生成する回路（図示していない）に送る。この回路は、読み取ったデジタル信号をアナログ信号に変換し、予め決められたデータ圧縮方法により逆補正した後、位相を調整してスピーカ１６に入力し、スピーカ１６は、フィン１３の音を打ち消す音を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像投写装置に関し、より詳細には、光源からの光を分光するためにカラーホイールを有する映像投写装置であって、前記カラーホイールにフィンを設けて前記光源の熱を放熱するようにしたＤＬＰ（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）単板方式映像投写装置（プロジェクタ）等において、前記カラーホイールに設けたフィンによって生じる音を打ち消すようにした映像投写装置に関する。

ＤＬＰプロジェクタは、光源からの光をカラーホイールでＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色に分光して、液晶表示素子やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）に照射し、液晶表示素子やＤＭＤにより形成された映像を投写レンズを介して拡大してスクリーン等に投写するものである。ＤＬＰプロジェクタにおいては、光源の出す熱が周辺の部品に与える影響を軽減するために、通常、ファンを用いてこれら光源や周辺部に空気を供給して装置内を冷却し、プロジェクタの温度上昇を抑えている。しかし、光源は、高熱を発生するので、ある程度以上の空気の流量で冷却する必要があり、プロジェクタを小さくするために小型のファンを用いると、ファンを高速回転させなければならず、オフィス環境では、ファンの音が無視できない騒音となっていた。

ファンの騒音を低減するために、例えば、特開平６−８５８１号公報（特許文献１）においては、マイクロフォンでファンが発生する音を拾い、逆位相に変換し、同じ振幅でスピーカから出力して、ファンが発生する音を打ち消すことにより、騒音を低減するようにしている。

また、ＤＬＰプロジェクタの液晶表示素子を冷却するために、例えば、特開２００１−１００３１５号公報（特許文献２）では、カラーホイール上にフィン（羽根）を設け、該フィンにより光源を放熱するための冷却風を発生し、光源を冷却するための専用の冷却ファンを不要にして、装置を小型化している。
特開平６−８５８１号公報特開２００１−１００３１５号公報

しかしながら、上述した特開２００１−１００３１５号公報に記載の発明は、専用の冷却ファンを不要にし、替わりにカラーホイールにフィンを配設して、該フィンによって冷却風を発生させて装置内を冷却しているが、カラーホイールの回転時にフィンによって音が発生するので、プロジェクタ、特に、プレゼンテーションや映画鑑賞を目的とするプロジェクタにとっては、フィンによって発生する音が耳障りな騒音になるという課題がある。

また、特開平６−８５８１号公報に記載の発明は、マイクロフォンを使用してファンが発生する音を拾う際に、同時にファンの音以外の音も拾って、スピーカより出力するので、ファンの音以外の音による騒音が増加してしまうという課題がある。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、フィンをカラーホイールに配設した映像投写装置において、該カラーホイールに印刷した当該フィン固有の騒音パターンを読み取り、読み取った騒音パターンに基づいて、当該フィンの音を打ち消す音をスピーカから出力することにより、装置の騒音を低減できる映像投写装置を提供することを目的とする。

光源からの光をカラーホイールで分光する映像投写装置において、前記カラーホイールを所定の回転数で回転させて該カラーホイールが発生する音から騒音パターンを作成し、該騒音パターンを前記カラーホイール上に予め印刷しておき、該カラーホイールを前記所定の回転数で回転させて前記騒音パターンを読み取り、読み取った騒音パターンから該騒音パターンの基になった音を復元し、復元した音がスピーカより出力されて、前記カラーホイールが発生する音を打ち消すことを特徴とするもので、例えば、カラーホイール上にフィンを有する映像投写装置において、前記カラーホイールが所定の回転数で回転した時に前記フィンが発生する音を騒音パターンとしてカラーホイール上に備えて、前記カラーホイール上の騒音パターンを取り込み、取り込んだ騒音パターンを基に、カラーホイールのフィン騒音を低減するものである。

更には、前記カラーホイールの所定の回転数が複数である場合、該各所定の回転数に対応した騒音パターンを前記カラーホイール上に予め印刷しておき、所定の回転数に対応した前記騒音パターンを読み取り、該所定の回転数で読み取った騒音パターンから該騒音パターンの基になった音を復元し、復元した音がスピーカより出力されて、前記カラーホイールが該所定の回転数で発生する音を打ち消すことを特徴とするもので、例えば、前記カラーホイールの所定の回転数が複数存在する場合、所定の回転数毎に騒音パターンをカラーホイール上に備えて、カラーホイールの所定の回転数に対応した、前記カラーホイール上の騒音パターンを取り込み、取り込んだ騒音パターンを基に、カラーホイールのフィン騒音を低減するものである。

更には、光源からの光をカラーホイールで分光する映像投写装置において、前記カラーホイールは、該カラーホイールを所定の回転数で回転させて該カラーホイールが発生する音から作成された騒音パターンが該カラーホイール上に予め印刷されており、前記映像投写装置は、前記騒音パターンを読み取る光ピックアップ部と、該光ピックアップ部が前記騒音パターンから読み取ったデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、該Ｄ／Ａ変換部で変換されたアナログ信号の帯域補正を行なう帯域補正部と、該帯域補正部で帯域補正された信号を位相調整する位相調整アンプ部と、前記カラーホイールに対向するように配設されたスピーカとを有し、前記位相調整アンプ部で位相調整された信号に基づいて前記スピーカより音を出力して、前記カラーホイールが発生する音を打ち消すことを特徴とする。

更には、前記カラーホイールの所定の回転数が複数である場合、前記カラーホイールは、前記各所定の回転数に対応する騒音パターンが予め印刷されており、前記映像投写装置は、前記カラーホイールの回転数を検出する回転数検出部を有し、前記光ピックアップ部は、前記回転数検出部が検出した所定の回転数に対応した騒音パターンを選択して、選択した騒音パターンから読み取ったデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に入力し、前記映像投写装置は、前記位相調整アンプ部で位相調整された信号に基づいて前記スピーカより音を出力して、前記回転数検出部が検出した所定の回転数で前記カラーホイールが発生する音を打ち消すことを特徴とする。

本発明によれば、カラーホイールを所定の回転数で回転させて、該カラーホイールに設けたフィンが発生する音から騒音パターンを作成して該カラーホイール上に予め印刷しておき、該騒音パターンに基づいて復元した音を位相調整してスピーカから出力して、前記フィンが発生する音を打ち消すことにより、フィンの騒音を低減（静音化）することができる。

また、フィンが発生する音のみを騒音パターンとしているので、フィンの音以外の音を、スピーカより出力することがなくなり、確実にフィンの音のみを打ち消して、プロジェクタの騒音を低減することができる。

図１は、本発明による映像投写装置の一実施形態における構成図であり、プロジェクタ１０の主要な構成を示している。プロジェクタ１０内には、モータ１１により回転されるカラーホイール１２があり、光源１７からの光は、該カラーホイール１２により、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）に分光されて、コンデンサレンズ１８を通って、ミラー１９で反射され、液晶表示素子やＤＭＤなどの映像表示素子２０に照射される。映像表示素子２０によって形成される映像は、投写レンズ２１により拡大されてスクリーンなどの投写幕に投写される。

カラーホイール１２には、光源１７側の面にフィン１３が配設されており、カラーホイール１２が回転されることによってフィン１３が起こす風は、光源及びその周辺を冷却する。本発明においては、フィン１３が配設された面の反対面には、フィン１３が発生する音の騒音パターン１４が印刷されている。騒音パターン１４は、カラーホイール１２が所定の回転数で回転した時にフィン１３が発生する音のみをマイクロフォンで拾い、デジタル変換した後、データ圧縮あるいはデータ間引き等の処理を行ない、ドットパターンに変換したものである。ドットパターンは、例えば、黒いドットの有無により２値データを表したもので、作成が容易で、かつ、判読しやすい。所定の回転数が複数ある場合は、各所定の回転数に対応した騒音パターンがすべて印刷される。

カラーホイール１２の騒音パターン１４側の面の近くに光ピックアップ部１５が配置され、該光ピックアップ部１５は、所定の回転数で回転するカラーホイール１２から騒音パターン１４を読み取る。光ピックアップ部１５は、騒音パターン１４からの反射光を検知する光センサ（図示していない）を有し、例えば、光ピックアップ部１５から騒音パターン１４に向けてレーザ光線を照射し、光センサによりレーザ光線の反射光を検出して、騒音パターン１４に対応したデジタル信号を出力する。ドットパターンが複数列で構成されている場合は、例えば、列毎にレーザと光センサを用意することにより並列に読み取ることができる。光ピックアップ部１５からのデジタル信号は、フィン１３が発生する音を打ち消す音を生成する回路（図５にて後述する）に入力される。スピーカ１６は、当該回路からの信号に基づいて音を出力して、フィン１３が発生する音を打ち消す。

上述した実施形態では、騒音パターン１４は、カラーホイール１２のモータ１１側の面に印刷したが、フィン１３が配設された面、あるいは、カラーホイール１２の筒状部分の面に印刷しても良い。これらの場合、光ピックアップ部１５は、騒音パターン１４を読み取れる位置に配置する。

図２は、本発明による映像投写装置の一実施形態におけるカラーホイールをモータ側から見た図であり、カラーホイール１２の円周部に沿って騒音パターン１４が円状に印刷されている。カラーホイール１２には、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色が配置され、３色の周辺部分に騒音パターン１４が印刷されている。所定の回転数が複数ある場合は、複数の騒音パターン１４ａ〜１４ｎが同心円状に印刷されるが、図２には、例として、２種類の騒音パターン１４ａ、１４ｎを示している。

図３は、カラーホイールに配設されたフィンが発生する音の周波数特性の一例を示す図であり、カラーホイール１２が所定の回転数で回転した時にフィンが発生する音を、マイクロフォンで拾って、周波数特性に表したものである。マイクロフォンで拾った音は、デジタル変換すると膨大なデータ量となり騒音パターン１４として印刷しきれない為、デジタル変換後データ圧縮等の処理を行なってデータ量を減らした後、騒音パターンに変換される。

図４は、本発明による騒音パターンを印刷した一例を示すイメージ図であり、例として、カラーホイール１２の所定の回転数が異なる騒音パターン１４ａと１４ｎが示されている。騒音パターン１４は、黒いドットのあるところが「１」、黒いドットのないところが「０」を示す、複数の列から構成されるドットパターンで表され、騒音パターン１４としては、多くの情報量を記録できるドットコードが望ましい。

図５は、本発明による映像投写装置の一実施形態におけるフィンの音を打ち消す音を生成する回路のブロック図であり、上述した光ピックアップ部１５により騒音パターン１４を読み取った後動作する回路の構成を示すブロック図である。光ピックアップ部１５は、複数の騒音パターン１４ａ〜１４ｎを読み取り、光信号を電気信号に変換したデジタル信号を騒音パターン選択部３１に入力する。騒音パターン選択部３１は、入力された騒音パターン１４ａ〜１４ｎのデジタル信号の中から、カラーホイール１２の回転数を検出するモータ回転数検出部（回転数検出部）３０が検出した所定の回転数に対応する騒音パターン１４ｘ（ｘは、添字ａ〜ｎの中の一つ）のデジタル信号を選択する。騒音パターン選択部３１で選択された騒音パターン１４ｘのデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換部３２によりアナログ信号に変換される。

Ｄ／Ａ変換部３２からの出力は、帯域補正部３３で帯域補正されるが、これは、騒音パターン１４をカラーホイール１２上に印刷する時に、印刷する騒音パターン１４のデータ量を減らすために帯域圧縮（帯域補正）して印刷しているので、帯域圧縮（帯域補正）した時のデータ圧縮方法により逆補正して、帯域が元の音の帯域になるように戻すために行なわれる。その後、帯域補正部３３は、帯域補正したアナログ信号を位相調整アンプ部３４に入力する。位相調整アンプ部３４は、帯域補正部３３からのアナログ信号を、フィン１３が発生する音を打ち消すように位相を調整してスピーカ１６に入力し、スピーカ１６からフィン１３の音を打ち消す音を出力する。

位相調整アンプ部３４内の位相調整回路は、カラーホイール１２の回転数が所定の回転数になった時、フィン１３が発生する音（主に風きり音）とスピーカ１６の出力とが打ち消し合うように、上述したアナログ信号の位相を変えることができる位相可変制御回路である。実際の位相調整は、位相可変制御回路にコントロール調整ツマミを搭載して、聴感上騒音が最小となるように調整できるようにしておいても良いし、位相調整アンプ部３４内の位相調整回路に調整する値を予めプリセットして出荷しても良い。この時、位相調整アンプ部３４は、フィン１３が発生する音を打ち消すように振幅の調整も行なう。

ここで、カラーホイール１２の所定の回転数は、放送方式やカラーパターン（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をカラーホイール１２に何組設けるかによっても異なるが、ＮＴＳＣ（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄｓＣｏｍｍｉｔｔｅｅ）放送方式の動画を表示するためには、１フィールド内に６０フレームの映像を表示できることが必要で、図１に示したカラーホイール１２では、カラーホイール１２の回転数とモータ１１の回転数とが１対１で対応しているので、モータ１１の回転数が６０回転毎秒（３６００ｒ．ｐ．ｍ．）となるよう制御されている回転数である。

上述した実施形態では、モータ回転数検出部３０が検出した所定の回転数に対応する騒音パターンの選択を騒音パターン選択部３１で行なっているが、モータ回転数検出部３０が検出した所定の回転数を光ピックアップ部１５に指示して、光ピックアップ部１５が、モータ回転数検出部３０から指示された所定の回転数に対応する騒音パターンを選択して、選択した騒音パターンのデジタル信号を、直接Ｄ／Ａ変換部３２に入力しても良い。この場合、光ピックアップ部１５は、指示された騒音パターンのみを読み取れば良い。

図６は、フィンが発生する音を拾って本発明による騒音パターンをカラーホイールに印刷する工程の一実施例を示すブロック図である。カラーホイール１２が所定の回転数で回転している時に、カラーホイール１２に配設されたフィン１３が発生する音のみをマイクロフォン４０で拾い、Ａ／Ｄ変換部４１でデジタル信号化する。この時、フィン１３以外の音を拾わないように、例えば、他の部位をマイクロフォン４０から遮蔽する。デジタル信号化した音は、帯域補正部４２でデータ圧縮される。これは、図３に示したような周波数特性の音を、２値のデータで表わすと膨大なデータ量となり、騒音パターン１４として印刷しきれない為、騒音パターン１４として印刷できるデータ量にデータ圧縮するものである。そのため、予め決められたデータ圧縮（データの間引き等でもよい）方法でデータ圧縮を行う。

帯域補正部４２で圧縮されたデータは、パターン変換部４３に入力され、モータ回転数検出部４４が検出した所定の回転数に対応させて、カラーホイール１２に騒音パターン１４として印刷される。所定の回転数が複数ある場合は、所定の回転数毎に上述した処理が行なわれ、カラーホイール１２に同心円状に印刷される。パターン変換部４３で変換されてカラーホイール１２上に印刷される様式は、図４に示したドットパターンに限定されることなく、光の反射率を利用したものであれば他の様式を用いてもよい。

上述した実施形態では、プロジェクタの騒音の主要部分であるフィン１３が発生する音を中心に説明したが、本発明は、フィン以外の音、例えば、フィン１３が配設されていないカラーホイール１２が発生する音に対しても適用できる。

本発明による映像投写装置の一実施形態における構成図である。本発明による映像投写装置の一実施形態におけるカラーホイールをモータ側から見た図である。カラーホイールに配設されたフィンが発生する音の周波数特性の一例を示す図である。本発明による騒音パターンを印刷した一例を示すイメージ図である。本発明による映像投写装置の一実施形態におけるフィンの音を打ち消す音を生成する回路のブロック図である。フィンが発生する音を拾って本発明による騒音パターンをカラーホイールに印刷する工程の一実施例を示すブロック図である。

符号の説明

１０…プロジェクタ、１１…モータ、１２…カラーホイール、１３…フィン、１４、１４ａ〜１４ｎ…騒音パターン、１５…光ピックアップ部、１６…スピーカ、１７…光源、１８…コンデンサレンズ、１９…ミラー、２０…映像表示素子、２１…投写レンズ、３０…モータ回転数検出部、３１…騒音パターン選択部、３２…Ｄ／Ａ変換部、３３…帯域補正部、３４…位相調整アンプ部、４０…マイクロフォン、４１…Ａ／Ｄ変換部、４２…帯域補正部、４３…パターン変換部、４４…モータ回転数検出部。

Claims

光源からの光をカラーホイールで分光する映像投写装置において、前記カラーホイールを所定の回転数で回転させて該カラーホイールが発生する音から騒音パターンを作成し、該騒音パターンを前記カラーホイール上に予め印刷しておき、該カラーホイールを前記所定の回転数で回転させて前記騒音パターンを読み取り、読み取った騒音パターンから該騒音パターンの基になった音を復元し、復元した音がスピーカより出力されて、前記カラーホイールが発生する音を打ち消すことを特徴とする映像投写装置。
前記カラーホイールの所定の回転数が複数である場合、該各所定の回転数に対応した騒音パターンを前記カラーホイール上に予め印刷しておき、所定の回転数に対応した前記騒音パターンを読み取り、該所定の回転数で読み取った騒音パターンから該騒音パターンの基になった音を復元し、復元した音がスピーカより出力されて、前記カラーホイールが該所定の回転数で発生する音を打ち消すことを特徴とする請求項１に記載の映像投写装置。
光源からの光をカラーホイールで分光する映像投写装置において、前記カラーホイールは、該カラーホイールを所定の回転数で回転させて該カラーホイールが発生する音から作成された騒音パターンが該カラーホイール上に予め印刷されており、前記映像投写装置は、前記騒音パターンを読み取る光ピックアップ部と、該光ピックアップ部が前記騒音パターンから読み取ったデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、該Ｄ／Ａ変換部で変換されたアナログ信号の帯域補正を行なう帯域補正部と、該帯域補正部で帯域補正された信号を位相調整する位相調整アンプ部と、前記カラーホイールに対向するように配設されたスピーカとを有し、前記位相調整アンプ部で位相調整された信号に基づいて前記スピーカより音を出力して、前記カラーホイールが発生する音を打ち消すことを特徴とする映像投写装置。
前記カラーホイールの所定の回転数が複数である場合、前記カラーホイールは、前記各所定の回転数に対応する騒音パターンが予め印刷されており、前記映像投写装置は、前記カラーホイールの回転数を検出する回転数検出部を有し、前記光ピックアップ部は、前記回転数検出部が検出した所定の回転数に対応した騒音パターンを選択して、選択した騒音パターンから読み取ったデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に入力し、前記映像投写装置は、前記位相調整アンプ部で位相調整された信号に基づいて前記スピーカより音を出力して、前記回転数検出部が検出した所定の回転数で前記カラーホイールが発生する音を打ち消すことを特徴とする請求項３に記載の映像投写装置。