JP2005181587A - 投映型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クリーニング作業の回数を減らすことのできる投映型画像表示装置を提供する。
【解決手段】 光源２０の点灯に伴って、送風器７０が回転し、吸気口６２から外気が採り入れられ、光源２０に冷却風が送風される。この冷却風は、排気口６４から反射面５６ａへ向けて送風され、反射面５６ａへの埃の付着を防止する。また、反射面５６ａに送風される空気は、イオン発生器７４によってイオン化されたものである。このため、反射面５６ａが除電され、埃が付着し難くなる。これにより、クリーニング回数を減らすことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源からの照明光を変調して画像光を生成し、生成した画像光を投映光学系によりスクリーン上に投映する投映型画像表示装置に関するものである。

投映型画像表示装置として、液晶素子やＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などの画像生成部を備えたプロジェクタが知られている（例えば、下記特許文献１、２参照）。画像生成部は、光源から照射された照明光を変調して画像光を生成する。そして、生成された画像光は、投映光学系によってスクリーン上に投映される。

投映光学系としては、投映レンズや、反射面が曲面によって形成された反射鏡によって画像光をスクリーン上に結像させるようにしたものが知られている。投映レンズや反射鏡は、装置本体から露呈するように設けられていることが多く、埃が付きやすいため、専用のクリーナーなどで埃を拭き取るなどといったクリーニング作業を定期的に行う必要がある。

特開２００２−４０３２６号公報 特開２００２−５５３０６号公報

しかしながら、クリーニング作業は、手間がかかってしまうだけでなく、クリーニング作業時に、投映レンズや反射鏡など、投映光学系の光学部品を傷つけてしまうと投映画像の品位低下を招いてしまうといった問題があった。

本発明は、このような問題を解決するために、クリーニング作業の回数を減らすことのできる投映型画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の投映型画像表示装置は、投映光学系のうち、装置本体から露呈した光学部品に対して送風を行い、前記光学部品に埃が付着することを防止する送風手段を設けたことを特徴としている。

前記送風手段は、装置の駆動に伴って高温となる部材に冷却風を送風するとともに、この冷却風の排気を行う排気口が、前記光学部品を向くように形成され、前記排気口からの排気を前記光学部品に対して送風するものでもよい。また、前記送風手段は、イオン化した空気を吹き付けて、送風箇所の除電を行うものでもよい。

前記投映光学系は、装置本体から露呈するように配置され、前記画像生成部からの画像光を前記スクリーンに向けて反射する反射鏡を備え、前記送風手段は、前記反射鏡に対して送風を行うものでもよい。また、前記投映光学系は、装置本体から露呈するように配置され、前記画像生成部からの画像光を前記スクリーンに向けて出射する投映レンズを備え、前記送風手段は、前記投映レンズに対して送風を行うものでもい。

本発明の投映型画像表示装置は、装置本体から露呈した投映光学系の光学部品に対して送風を行って、埃の付着を防止するようにしたので、クリーニング作業の回数を減らすことができる。

また、装置の駆動に伴って発熱する部材を冷却するための冷却風の排気を利用して、装置本体から露呈した投映光学系の光学部品に対して送風を行うことで、構成部材の増加を抑え、コストを安くすることができる。さらに、イオン化した空気を吹き付けて、送風箇所の除電を行うことで、埃を付着し難くすることができる。

図１に、本発明を適用したプロジェクタの概略的な構成図を示す。プロジェクタ１０には光源２０，照明光学系，全反射プリズム３０，ＤＭＤ４０、投映光学系、送風機構６０が設けられ、これらがプロジェクタ１０の外殻を形成する筺体１２に納められている。筺体１２からは、投映光学系を構成する絞り５２、反射鏡５４ａ、５５ａ、５６ａが露呈している。また、筺体１２からは、送風機構６０を構成する吸気口６２、排気口６４が露呈している。

光源２０としては、例えば、キセノンランプや水銀ランプなどの白色光源が使用される。光源２０から照射された照明光は、照明光軸２２に沿って照明光学系へ入射する。照明光学系は、カラーホイール２４，ロッドインテグレータ２６，リレーレンズ２８、ミラー２９からなる。

カラーホイール２４は、光源２０からの照明光をＢ，Ｇ，Ｒの３色に時分割で分離する。カラーホイール２４は、略円板形状の基板に、Ｂ光のみを透過するＢフイルタ，Ｇ光のみを透過するＧフイルタ，Ｒ光のみを透過するＲフイルタの３色のフイルタを基板の回転中心からほぼ等距離に配置したものである。カラーホイール２４は、高速で回転して、各色のフイルタを照明光軸２２に順次挿入する。これにより、照明光がＢ，Ｇ，Ｒの３色に時分割で色分離され、分離された各色の光が順次ＤＭＤ４０に向けて照射される。

ロッドインテグレータ２６は、カラーホイール２４で分離された各色の光束の密度を均一化することにより、ＤＭＤ４０の受光面の光強度分布を、その中心から周辺部まで均一にする。ロッドインテグレータ２６は、例えば、ガラス製のロッドの内壁に全反射面を形成したものである。ロッドインテグレータ２６に入射した光束は、その内部で全反射を繰り返して重畳される。これにより、ロッドインテグレータ２６から射出する光束は、その密度が均一化される。

リレーレンズ２８は、凸レンズから構成され、ロッドインテグレータ２６から射出した光束をミラー２９へ中継する。ミラー２９は、リレーレンズ２８により中継された光束を折り曲げることによって、照明光軸２２を折り曲げる。

全反射プリズム３０は、ミラー２９からＤＭＤ４０へ入射する入射光と、ＤＭＤ４０で反射する反射光とを分離するためのものである。全反射プリズム３０は、例えば、異なる屈折率を持つ２つの三角プリズムから構成されており、それら２つの三角プリズムの境界に境界面３０ａが形成される。入射光は、入射角が臨界角よりも大きいため、境界面３０ａで全反射してＤＭＤ４０へ入射する。他方、ＤＭＤ４０で反射した反射光は、その入射角が臨界角よりも小さいため、境界面３０ａを透過する。

ＤＭＤ４０は、周知のように、受光面に画素に対応する多数のミラー素子がマトリックス状に配列されたものである。各ミラー素子は、投映する画像に基づいて、角度を変化させることにより、受光した照明光の反射方向を変化させる。画素を明るく表示させる場合には、ミラー素子をオン位置に変位させて受光した光をｏｎ光として投映光学系に向けて反射させる。他方、画素を暗く表示する場合には、ミラー素子をオフ位置に変位させて受光した光をｏｆｆ光として投映光学系から外れた方向に向けて反射させる。画像光は、投映光学系に向かうｏｎ光の集合により構成される。

投映光学系は、絞り５２と、４枚の反射鏡５３、５４、５５、５６とからなる。反射鏡５３の反射面５３ａは、凹形状の曲面にて構成されおり、反射鏡５４、５５、５６の反射面５４ａ、５５ａ、５６ａは、それぞれ凸形状の曲面にて構成されている。ＤＭＤ４０によって生成された画像光は、反射面５３ａ、５４ａ、５５ａ、５６ａによって順次反射されて、スクリーン５８上に結像される。絞り５２は、反射鏡５３ａから反射鏡５４ａへ向かう光のうち、画像光以外の光などの余分な光をカットする。

このようにして、画像が投映されると、光源２０が高温となる。このため、プロジェクタ１０には、冷却風を送風し、光源２０を冷却する送風機構６０が設けられている。送風機構６０には、外気を採り入れるための吸気口６２、採り入れた外気を排気するための排気口６４が形成された送風室６６が設けられている。

吸気口６２は、筺体１２に形成された開口に、フィルタ６８が嵌め込まれたものであり、フィルタ６８によって送風室６６内に埃が進入することを防止している。フィルタ６８の背後には、送風器７０が設けられている。送風器７０は、接続されたモータ７２の回転に伴って回転する。送風器７０は、回転によって送風室６６内に外気を採り入れて、光源２０を冷却するための冷却風を送風する。プロジェクタ１０は、光源２０の点灯時に送風器７０を回転させ、画像投映に伴う光源２０の温度上昇を抑える。

また、送風機構６０は、反射面５６ａに埃が付着することを防止するために、光源２０に送風された冷却風を利用して、反射面５６ａに対して送風を行う。このため、排気口６４は、反射面５６ａの近傍に設けられ、また、その開口を反射面５６ａに向けて形成される。これにより、送風器７０から冷却風は、光源２０を冷却した後、排気口６４から反射面５６ａに対して送風される。

さらに、送風機構６０は、埃の除去効率を上げるとともに、埃が付着し難くするために、反射面５６ａの除電を行う。このため、送風機構６０には、イオン発生器７４が設けられている。イオン発生器７４は、複数の針型電極（図示せず）を備え、この針型電極に高電圧を印可することで、針型電極近傍の空気をイオン化させる。このイオン化した空気が、反射面５６ａに対して送風されることによって、反射面５６ａの電荷が中和され、除電が行われる。

以下、上記構成による本発明の作用について説明をする。プロジェクタ１０により画像の投映を行うと、光源２０の点灯に伴って、送風器７０が回転する。送風器７０が回転すると、吸気口６２から外気が採り入れられ、光源２０に冷却風が送風される。そして、この冷却風が排気口６４から反射面５６ａへ向けて送風される。

反射面５６ａは、筺体１２から露呈しており、埃が付着しやすいが、この送風によって、反射面５６ａへの埃の付着が防止される。また、反射面５６ａに送風される空気は、イオン発生器７４によってイオン化されたものである。このため、送風の際に、反射面５６ａの電荷が中和されて除電される。反射面５６ａが除電されることによって、反射面５６ａと埃との電気的な引力が無くなるので、反射面５６ａに埃が付着し難くなる。

このように、プロジェクタ１０は、装置本体から露呈した投映光学系の光学部品に対して送風を行い、埃が付着することを防止するので、クリーニング作業の回数を減らすことができる。また、装置の駆動に伴って発熱する部材を冷却するための冷却風を利用して、装置本体から露呈した投映光学系の光学部品に対して送風を行うことで、構成部材の増加を抑え、コストを安くすることができる。さらに、イオン化した空気を吹き付けて、送風箇所の除電を行うことで、埃を付着し難くすることができる。

上記実施形態では、反射面５６ａに対してのみ送風を行う例で説明をしたが、反射面５４ａ、５５ａや、絞り５２なども筺体１２から露呈されているので、これらに対して送風をおこなうようにしてもよい。この場合は、送風を行いたい部材の近傍に新たな排気口を設け、この排気口から送風を行うようにすればよい。こうすることによって、クリーニング作業の回数をより少なくすることができる。

上記実施形態では、反射鏡によって投映光学系を構成するプロジェクタに本発明を適用する例で説明をしたが、投映レンズによって投映光学系を構成するプロジェクタに本発明を適用することも可能である。このようにしたプロジェクタを、図２に示す。なお、図２においては、上述した実施形態と同様の部材については同様の符号を付し、説明を省略する。

プロジェクタ８０では、投映光学系を構成する投映レンズ８２が筺体８４から露呈して設けられている。プロジェクタ８０には、投映レンズ８２の近傍に排気口８６が形成された送風機構８８が設けられている。送風機構８８は、送風器７０からの冷却風を導風して、排気口８６から投映レンズ８２へ向けて送風を行う。この送風により、投映レンズ８２への埃の付着が防止される。また、送風機構８８にもイオン発生器７４が設けられており、投映レンズ８２の除電を行うようにしている。この除電により、投映レンズ８２に埃が付着し難くなる。これにより、上述した実施形態を同様の効果を得ることができる。

プロジェクタの概略的な構成図である。 プロジェクタの概略的な構成図である。

符号の説明

１０、８０ プロジェクタ
１２、８４ 筺体
２０ 光源
４０ ＤＭＤ
５２ 絞り
５３、５４、５５、５６ 反射鏡
５３ａ、５４ａ、５５ａ、５６ａ 反射面
５８ スクリーン
６０、８８ 送風機構
６２、８６ 排気口
６４ 吸気口
６６ 送風室
６８ フィルタ
７０ 送風器
７４ イオン発生器
８２ 投映レンズ

Claims (5)

1. 光源からの照明光を変調して画像光を生成し、生成した画像光を投映光学系によりスクリーン上に投映する投映型画像表示装置において、
   前記投映光学系のうち、装置本体から露呈した光学部品に対して送風を行い、前記光学部品に埃が付着することを防止する送風手段を設けたことを特徴とする投映型画像表示装置。
2. 前記送風手段は、装置の駆動に伴って高温となる部材に冷却風を送風するとともに、この冷却風の排気を行う排気口が、前記光学部品に向くように形成され、前記排気口からの排気を前記光学部品に対して送風することを特徴とする請求項１記載の投映型画像表示装置。
3. 前記送風手段は、イオン化した空気を吹き付けて、送風箇所の除電を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の投映型画像表示装置。
4. 前記投映光学系は、装置本体から露呈するように配置され、前記画像生成部からの画像光を前記スクリーンに向けて反射する反射鏡を備え、前記送風手段は、前記反射鏡に対して送風を行うことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の投映型画像表示装置。
5. 前記投映光学系は、装置本体から露呈するように配置され、前記画像生成部からの画像光を前記スクリーンに向けて出射する投映レンズを備え、前記送風手段は、前記投映レンズに対して送風を行うことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の投映型画像表示装置。

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