JP2005352187A

JP2005352187A - プロジェクタ

Info

Publication number: JP2005352187A
Application number: JP2004172950A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kadoma; 恒一郎門間
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】モータの交換作業を効率良く行う。
【解決手段】モータ４０が寿命となり、これを交換したい場合、モータ４０を配するハウジング部５１の交換を行う。セットされているハウジング部５１を取り出し、新たなハウジング部５１をハウジング収納部５３にセットする。この際、突起５２と嵌合部５６とを嵌合させた状態で、ハウジング部５１を収納方向Ｄ１に滑り降ろしていくと、ハウジング部５１がハウジング収納部５３に完全に収納される。これと同時に、ハウジング部５１側の端子が、ハウジング収納部５３側のコネクタに挿入し、モータ４０が制御基板５４と電気的に接続される。また、バネの付勢によって閉じ位置に自動的に移動する開閉板５８により、ハウジング部５１が収納方向Ｄ１に押圧されて、ハウジング部５１がハウジング収納部５３に確実に固定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、プロジェクタに関し、更に詳しくは、モータの駆動によって回転するカラーホイールを備えたプロジェクタに関するものである。

光源から照射された照明光を光変調して画像光を生成し、生成された画像光をスクリーンに投映するプロジェクタとして、画像光生成部にＤＭＤ（Digital Ｍicromirror Device ）を備えたＤＬＰ（Digital Light Processing）方式のプロジェクタが提案されている。ＤＭＤは、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ている。各ミラー素子の角度を映像信号に基づいて変化させると、電源からの照明光の反射方向が変化することにより、映像信号に応じた光変調が行われる。

ＤＭＤに入射される照明光の照射範囲の中心を通る軸（以下、照明光軸という）の上流側には、特許文献１に示すようなカラーホイールが配置されている。カラーホイールは、円盤状の板材に、回転方向に沿って３つの領域が設けられている。各領域には、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のうちの単色の光成分だけを透過させるダイクロイック膜が形成されている。この板材の中心部にはモータの回転軸が固定され、その周辺部の所定位置には照明光が照射される。モータの駆動によって板材が回転すると、これに同期して、板材の３つの領域に照明光が順次入射されてＲ，Ｇ，Ｂの３色の各光成分に分解され、時分割で各光が出射される。

上記カラーホイールの取り付け方法において、通常、カラーホイールを回転させるモータが、ネジ止めなどによりプロジェクタ本体に一体に固定される。そして、モータに直結されたフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）を、プロジェクタの各機能部を管制する制御装置が配置された制御回路基板まで引き回し、ＦＰＣの端末に取り付けられた端子を、制御回路基板側のコネクタに差し込むことにより、モータを電気的に接続する。

特開２００３−００５７４２４号公報

上述のカラーホイールのモータは、寿命があるため、定期的な交換を必要とする。しかしながら、このモータの交換作業は、古いモータを取り出して新しいモータを取り付ける際のプロジェクタ本体の解体作業に加えて、例えば、ネジ止めによる新しいモータの固定作業や、新しいモータを電気的に接続するためのＦＰＣの接続作業などを伴うため、作業の手順が複雑で効率の悪いものとなっていた。

本発明は、カラーホイールのモータの交換作業を効率良く行うことができるプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明のプロジェクタは、光源からの照明光の照明光軸上に配置され、特定の波長の照明光を透過する複数のカラーフイルタをモータの駆動によって回転させるカラーホイールと、モータの駆動制御を行う制御基板とを備え、カラーホイールとモータとが収納され、モータが収納された状態でモータと電気的に接続される第１接続部を備えたハウジング部と、内部にハウジング部が収納され、制御基板と電気的に接続されるとともに、ハウジング部が収納された状態で第１接続部に接続される第２接続部を備えたハウジング収納部を設けたことを特徴とする。

ハウジング部の外面に突起を形成し、ハウジング収納部の内面に、ハウジング部が収納された状態で突起に嵌合する嵌合部を形成することが好ましい。また、ハウジング部を、前記照明光軸に対して直交する方向に移動することが不能となるようにハウジング収納部に固定するハウジング固定手段を設けることが好ましい。

本発明によれば、カラーホイールとモータとが収納されたハウジング部を構成し、このハウジング部をプロジェクタ本体のハウジング収納部に収納することにより、モータと制御基板とが電気的に接続されるようにしたから、カートリッジのようにハウジング部をハウジング収納部から出し入れするだけでモータの交換作業を効率良く行うことができる。従って、プロジェクタのメンテナンス性の向上を図ることができる。

図１は、本発明を実施したプロジェクタの構成を示す概略図である。プロジェクタ１０は、ＤＭＤを備えたＤＬＰ方式のものであり、制御部１１、照明部１２、画像光生成部１３、投映レンズ１４から構成される。照明光学系を構成する照明部１２は、光源装置１６、コンデンサレンズ１７、ロッドインテグレータ１８、カラーホイール１９、リレーレンズ２０を備えている。また、画像光生成部１３は、全反射プリズム２１、ＤＭＤ２２を備えている。

制御部１１は、制御基板５４（図３参照）上に配置されており、映像信号受信部２９に入力される映像信号に基づいて、プロジェクタ１０の各部を統括的に制御するマイクロコンピュータ３０を備えている。映像信号受信部２９には、外部入力端子に接続されたチューナーやビデオプレーヤーなどから、コンポジット信号やコンポーネント信号などの映像信号が入力される。

光源装置１６は、光源１６ａと、この光源１６ａが放射する照明光をコンデンサレンズ１７に向けて反射するリフレクタ１６ｂとからなる。光源１６ａとしては、例えば、キセノン管や水銀灯などの白色光源が使用される。

ロッドインテグレータ１８は、４枚のガラス板を組み合わせた筒体からなっており、その内面に万華鏡が形成されている。ロッドインテグレータ１８の入射口１８ａに入射した照明光は、内面反射によって混合しながら導かれ、出射口１８ｂから出射する。ロッドインテグレータ１８から出射した照明光は、そのエネルギー分布が均一になる。

図２に示すように、カラーホイール１９は、円板１９ａに、Ｒ光のみを透過するＲフイルタ１９ｂ、Ｇ光のみを透過するＧフイルタ１９ｃ、Ｂ光のみを透過するＢフイルタ１９ｄの透過特性の異なる３色のフイルタを、円板１９ａの回転方向に配置したものである。カラーホイール１９の中心部にはハブ４１が取り付けられ、このハブ４１に、モータ４０の駆動部４０ａがネジ４２によって固定される。モータ４０は、直結されたＦＰＣ４３を介して制御基板５４に電気的に接続される。制御基板５４上のマイクロコンピュータ３０は、カラーホイール駆動部３１を駆動してモータ４０の回転開始のタイミングや回転速度を制御する。モータ４０の駆動によってカラーホイール１９が回転されると、これに同期して、各色のフイルタ１９ｂ〜１９ｄがロッドインテグレータ１８の出射口１８ｂに対面し、照明光がＲ，Ｇ，Ｂの３色の各光成分に分離され、時分割で各光が出射される。

図１において、全反射プリズム２１は、リレーレンズ２０からＤＭＤ２２へ入射する入射光と、ＤＭＤ２２で反射された反射光とを分離する。全反射プリズム２１は、例えば、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反射面２１ａが形成されている。リレーレンズ２０からの入射光は、入射角が臨界角よりも大きいため、反射面２１ａで全反射してＤＭＤ２２へ入射する。他方、ＤＭＤ２２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、反射面２１ａを透過する。

ＤＭＤ２２は、映像信号受信部２９に入力された映像信号に基づいて、マイクロコンピュータ３０に接続されたＤＭＤ駆動部３２によって駆動される。ＤＭＤ２２は、受光面に多数のミラー素子がマトリックス状に配列されている。各ミラー素子は、前記映像信号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。画素を表示させる場合には、ミラー素子をオン位置に変位させ、受光した光をオン光Ｌ１として投映レンズ１４に向けて反射させる。他方、画素を表示しない場合には、ミラー素子をオフ位置に変位させ、受光した光をオフ光Ｌ２として投映レンズ１４から外れた方向に向けて反射させる。画像光は、投映レンズ１４に向かうオン光Ｌ１の集合により構成される。

投映レンズ１４は、投映光学系として、図上、簡略化して示しているが、実際には、照明光の照明光軸Ｌ０上に配置された複数のレンズ群と、変倍や焦点調節を行うためのレンズ移動機構とからなる。ＤＭＤ２２によって生成された画像光は、投映レンズ１４によってスクリーン１５上に結像される。

次に、画像光の投映動作について説明する。プロジェクタ１０の電源を投入すると、電源１６ａが点灯されるとともに、ＤＭＤ２２が映像信号受信部２９に入力された映像信号に基づいて駆動され、カラーホイール１９がＤＭＤ２２の駆動タイミングに合わせて回転される。電源１６ａから照射された照明光は、コンデンサレンズ１７によって集光され、ロッドインテグレータ１８に入射される。ロッドインテグレータ１８を経て略均一な強度になった照明光は、カラーホイール１９の各色のフイルタ１９ｂ〜１９ｄを透過してＲ，Ｇ，Ｂの各光成分に時分割で分離され、各光が時分割で全反射プリズム２１に入射される。

全反射プリズム２１に入射された入射光は、反射面２１ａで反射され、ＤＭＤ２２に入射される。ＤＭＤ２２の受光面では、オン位置にあるミラー素子によって入射光がオン光Ｌ１として投映レンズ１４に向けて反射される。反射されたオン光Ｌ１（画像光）は、投映レンズ１４を経てスクリーン１５上に投映される。

本実施形態では、図３に示すように、カラーホイール１９と、モータ４０などのカラーホイール駆動機構とをハウジング部５１に収納し、このハウジング部５１を、カートリッジのようにプロジェクタ本体１０ａの筐体から出し入れするだけで、モータの交換作業を行うようにする。ハウジング部５１は、照明光軸Ｌ０を通る側面に、照明光を通過させる通過口５１ｂを形成している。また、外面に、モータ４０とＦＰＣ４３を介して電気的に接続される端子を備えた第１接続部４４を設けている。端子としては、例えば、４ピンタイプのものが使用される。

ハウジング部５１は、ロッドインテグレータ１８とリレーレンズ２０との間に設けられたハウジング収納部５３に収納される。ハウジング収納部５３は、開口がプロジェクタ本体１０ａの上面に設けられ、内面に、制御基板５４と電気的に接続されるコネクタを備えた第２接続部５５を設けている。

図４は、ハウジング収納部５３に収納されたハウジング部５１を上面から見た図を示す。本実施形態では、ハウジング部５１をハウジング収納部５３の内部に導くガイド手段として、ハウジング部５１の外面に、これを収納する収納方向（照明光軸Ｌ０に直交する方向）Ｄ１に伸びる複数の突起５２を設けている。また、ハウジング収納部５３の内面に、各突起５２に嵌合する複数の嵌合部５６を設けている。ハウジング収納部５３にハウジング部５１を収納するには、各突起５２を対応する嵌合部５６に嵌合させ、その状態で、ハウジング部５１を、収納方向Ｄ１に滑り込ませる。図５に示すように、ハウジング部５１を完全に収納したとき、第２接続部５５のコネクタに第１接続部４４の端子が挿入されて、制御基板５４とモータ４０とが電気的に接続される。

また、本実施形態では、ハウジング収納部５３に収納されているハウジング部５１を、ハウジング収納部５３から抜け出ることがないように固定する固定手段を設けている。開閉板５８は、ハウジング収納部５３の開口の周辺に取り付けられた支持軸５９に軸支されており、ハウジング収納部５３を開く開き位置（図３に示す位置）と、これを閉じる閉じ位置（図５に示す位置）との間で回動自在になっている。支持軸５９にはコイルバネが巻き付けられており、開閉板５８を閉じ位置に付勢する。このコイルバネの付勢により、ハウジング収納部５３に在るハウジング部５１が収納方向Ｄ１に押圧され、ハウジング部５１がハウジング収納部５３に確実に固定される。

上記構成の作用について説明する。モータ４０が寿命となり、これを交換したい場合、モータ４０を配するハウジング部５１の交換を行う。まず、開閉板５８を開き位置に移動してハウジング収納部５３を開放し、セットされているハウジング部５１を取り出す。次に、新たなハウジング部５１をハウジング収納部５３にセットする。この際、突起５２と嵌合部５６とを嵌合させた状態で、ハウジング部５１を収納方向Ｄ１に滑り降ろしていくと、ハウジング部５１がハウジング収納部５３に完全に収納される。これと同時に、ハウジング部５１側の端子が、ハウジング収納部５３側のコネクタに挿入し、モータ４０が制御基板５４と電気的に接続されて、マイクロコンピュータ３０によるモータ４０の制御が可能となる。また、バネの付勢によって閉じ位置に自動的に移動する開閉板５８により、ハウジング部５１が収納方向Ｄ１に押圧されて、ハウジング部５１がハウジング収納部５３に確実に固定される。このようにして、ハウジング部５１の交換が完了し、モータ４０が新たなものに交換されると、再びモータ４０に対して電源及び駆動信号の供給が可能となり、画像光の投映動作が行われる。

上記実施形態では、ハウジング収納部５３の開口を、プロジェクタ本体１０ａの上面に設けたが、その開口の位置は、プロジェクタ本体１０ａの側面であっても下面であっても良い。

上記実施形態では、ガイド手段として、突起５２を、ハウジング部５１の外面に、収納方向Ｄ１に伸びるように形成したが、突起５２の形態はこれに限定されず、ハウジング部５１の外面に形成されていれば良い。

上記実施形態では、固定手段として、バネの付勢によりハウジング部５１を押圧して固定する開閉板５８を設けたが、固定手段はこれに限定されず、例えば、ハウジング収納部の開口にゴム製の板材を配置し、これをネジ止めすることにより、その開口を塞いでハウジング部を固定しても良い。

上記実施形態では、ＤＭＤを使用したＤＬＰプロジェクタを例に説明したが、カラーホイールを使用する全プロジェクタに本発明を適用することができる。

本発明を実施したプロジェクタの構成を示す概略図である。カラーホイール及びこの駆動機構の組立分解図である。ハウジング収納部、及びこれに収納されるハウジング部を示す説明図である。ハウジング収納部に収納されたハウジング部の上面図である。ハウジング収納部に収納されたハウジング部の側断面図である。

符号の説明

１０プロジェクタ
１６光源装置
１９カラーホイール
４０モータ
４４第１接続部
５１ハウジング部
５３ハウジング収納部
５４制御基板
５５第２接続部

Claims

光源からの照明光の照明光軸上に配置され、特定の波長の照明光を透過する複数のカラーフイルタをモータの駆動によって回転させるカラーホイールと、前記モータの駆動制御を行う制御基板とを備えたプロジェクタにおいて、
前記カラーホイールとモータとが収納され、前記モータが収納された状態で前記モータと電気的に接続される第１接続部を備えたハウジング部と、
内部に前記ハウジング部が収納され、前記制御基板と電気的に接続されるとともに、前記ハウジング部が収納された状態で前記第１接続部に接続される第２接続部を備えたハウジング収納部を設けたことを特徴とするプロジェクタ。
前記ハウジング部の外面に、突起を形成し、前記ハウジング収納部の内面に、前記ハウジング部が収納された状態で前記突起に嵌合する嵌合部を形成したことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
前記ハウジング部を、前記照明光軸に対して直交する方向に移動することが不能となるように前記ハウジング収納部に固定するハウジング固定手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のプロジェクタ。