JP2007052143A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 テーブルなどに載置して使用する場合にも天上に吊るして使用する場合にも容易に光源装置210を交換することのできるプロジェクタ100を提供する。
【解決手段】 本体ケースに、光源装置210、光源側光学系、表示素子、投影側光学系、冷却ファン、更に、ランプ電源回路やプロジェクタ制御手段を備えた回路基板を内蔵するプロジェクタ100であって、光源装置210を取り外し可能な開口を本体ケースの上面パネル110と底面パネル160に有すると共に、上面パネル110の開口を上パネル蓋117で塞ぎ、且つ、底面パネル160の開口を底パネル蓋167で塞ぎ、ユニット固定台273により光源装置210が底パネル蓋167に固定されているプロジェクタ100とする
【選択図】 図３

Description

本発明は、ビデオ信号等の画像情報に基づいて画像を投影するプロジェクタ装置に関するものである。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ映像などをスクリーンに投影する画像投影装置としてビデオプロジェクタが多用されている。
このプロジェクタは、高輝度の光源が用いられ、メタルハイランドランプや超高圧水銀ランプなどの小型高輝度の放電ランプをリフレクタとしての凹面反射鏡の内側に配置し、防爆ガラスでリフレクタの前面を覆ったランプユニットをプロジェクタの光源装置としてプロジェクタに組み込むことが多い。

そして、このランプユニットでは、回転放物線状のリフレクタ又は回転楕円面状のリフレクタを用いたものが多く用いられ、リフレクタの楕円焦点に高輝度の放電ランプを設置し、前方及び後方に向けて射出された光をこの回転放物線又は回転楕円面のリフレクタで反射させ、ライトトンネルや導光ロッドに集光するものとしている。

そして、超高圧水銀ランプなどの高輝度の放電ランプを内蔵した光源装置からの光を、順次赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタを用いて赤、緑、青の光とし、この赤、緑、青の光を導光ロッドなどを通した後、レンズにより一般的にはＤＭＤと呼ばれるマイクロミラー表示素子に集光させ、この表示素子によりプロジェクタ装置の投影口に向けて反射させるオン状態の光の量によってスクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

また、このプロジェクタでは、プロジェクタ本体の上面パネルに設けられるキースイッチを操作することにより、又はリモートコントローラのスイッチを操作することにより、画面の大きさや明るさ、更には色合いなど、種々の設定を行って使用者の好みに合わせた美麗な画像を投影することができるようにされている。

そして、明るさや色合い、コントラストなどの調整設定は、本体に設けられたキースイッチやリモートコントローラのキースイッチを操作すると共に、メニュー画面をスクリーンに投影し、各種パラメータなどを投影表示させて調整内容の確認を行いつつ設定操作が行えるようにされている。

そして、このプロジェクタでは、前述のように光源装置として小型高輝度の放電ランプが用いられているも、プロジェクタを小型軽量化するため、光源装置及び放電ランプを過酷な使用条件の下で使用することとなり、ランプ交換の必要性が生じている。

このため、プロジェクタの光源装置に予備のランプを装着可能とし、ランプが破損したときには予備のランプに切り換えてプロジェクタの使用を短時間で再開できるようにすることも提案されている（例えば特許文献１）。
また、前述のように、プロジェクタのランプユニットに組み込まれる放電ランプが交換を必要とされる消耗品であるも、放電ランプを交換するに際して光源装置としたランプユニット自体を取り換えることも行われている（例えば特許文献２）。

そして、このような光源装置全体を取り換えるプロジェクタでは、ランプユニットを固定する底面パネルの一部を取り外し可能な交換パネルとし、この交換パネルを底面パネルにネジ止めし、この固定ネジを外すことにより交換パネルをランプユニットと共に底面パネルから取り外してランプユニットをプロジェクタから取り出して交換するようにしているものがある。
特開２００１−０５６５０３ 特開２００２−３３３６６８

前述のように、底面パネルの一部に取り外し可能な交換パネルを設け、光源装置を交換パネルの内側に固定しておき、光源装置を交換パネルと共に取り外すプロジェクタは、光源装置を交換する際、プロジェクタを裏返し、固定ネジを外して底面パネルから交換パネルと共に光源装置を容易に取り外すことができる。

しかし、このプロジェクタを天井などに吊り下げる場合、プロジェクタはスクリーン面に対して傾斜した方向から光を投影する構造とされており、底面パネルを天井に向け、上面パネルを下にして吊るすこととなり、天井に近い底面パネルに設けた交換パネルを取り外すことが困難となり、プロジェクタを天井から一旦取り外してから交換パネルを取り外すため、光源装置の交換に手数を要することになる問題があった。

本発明は、このような問題点を解消し、テーブルなどに載置して使用する場合にも天上に吊るして使用する場合にも、容易に光源装置を交換することのできるプロジェクタを提供するものである。

本発明は、本体ケースに、光源装置（210）、光源側光学系（220）、表示素子（230）、投影側光学系（250）、冷却ファン（190）、更に、ランプ電源回路（261）やプロジェクタ制御手段（267）を備えた回路基板（269）を内蔵するプロジェクタ（100）であって、光源装置（210）を取り外し可能な開口を本体ケースの第１パネル面である上面パネル（110）と第２パネル面である底面パネル（160）に有すると共に、上面パネル（110）の開口を第１のパネル蓋である上パネル蓋（117）で塞ぎ、且つ、底面パネル（160）の開口を第２のパネル蓋である底パネル蓋（167）で塞ぎ、ユニット固定台（273）により光源装置（210）が底パネル蓋（167）に固定されているプロジェクタ（100）とするものである。

そして、上パネル蓋（117）及び底パネル蓋（167）は本体ケースの外部から各々上蓋取付けネジ（118）及び底蓋取付けネジ（168）で各々上面パネル（110）や底面パネル（160）に固定され、ユニット固定台（273）はプロジェクタ（100）の内部から底パネル蓋（167）に台固定ネジ（275）により固定されているプロジェクタ（100）としているものである。

また、この光源装置（210）は、ランプコネクタ（280）を介してランプ電源回路（261）に接続され、ランプコネクタ（280）はコネクタ軸（283）を有して上下に回動可能としているものである。
尚、ユニット固定台（273）は、底パネル蓋（167）に取付ける場合に限るものでなく、第１パネル面を底面パネル（160）とし、第２パネル面を上面パネル（110）とすると共に、第１のパネル蓋を底パネル蓋（167）とし且つ第２のパネル蓋を上パネル蓋（117）として、上パネル蓋（117）にユニット固定台（273）を固定したプロジェクタ（100）とすることもある。

本発明は、本体ケースの上面パネルと底面パネルとに光源装置を取り外し可能な開口を有するため、プロジェクタの底面側からでも上面側からでも光源装置の交換作業を行うことができるため、プロジェクタを移動可能な状態で使用すると共に、固定して使用する場合でも容易に光源装置の交換を行うことができる。

また、ランプコネクタを回動可能としているため、底面パネルの開口から光源装置を取り外す場合でも上面パネルの開口から光源装置を取り外す場合でもランプコネクタによる接続の取り外し及び差込を容易とし、ひいては光源装置の交換を容易とすることができる。

本発明に係るプロジェクタ100の最良の形態は、本体ケースに、光源装置210、光源側光学系220、表示素子230、投影側光学系250、冷却ファン190、更に、ランプ電源回路261やプロジェクタ制御手段267を備えた回路基板269を内蔵するプロジェクタ100であって、光源装置210を取り外し可能な開口を本体ケースの上面パネル110と底面パネル160とに有すると共に、上面パネル110の開口を本体ケースの外部から上蓋取付けネジ118で固定される上パネル蓋117で塞ぎ、且つ、底面パネル160の開口を本体ケースの外部から底蓋取付けネジ168で固定される底パネル蓋167で塞ぎ、プロジェクタ100の内部から底パネル蓋167に台固定ネジ275により固定されるユニット固定台273によって光源装置210を底パネル蓋167に固定したプロジェクタ100とするものである。

そして、この光源装置210は、コネクタジャック287により底面パネル160に取付けられるランプコネクタ280に接続し、このランプコネクタ280を介してランプ電源回路261に接続するものであって、このランプコネクタ280はコネクタ軸283を有して上下に回動可能としているものである。

本発明に係るプロジェクタは、プロジェクタ制御手段としてのマイクロコンピュータを内蔵し、図１に示すように、略直方体とされるケースの前面パネル120にはレンズカバー121を備えた投影口123を有し、ケースの上面パネル110には電源スイッチ111としてのキーや自動画質調整キー114、手動画質調整キー113、電源ランプインジケータ112、光源ランプインジケータ115、過熱インジケータ116などのキー及びインジケータ類を有し、図示しない背面パネルには電源コネクタやパーソナルコンピュータと接続するＵＳＢ端子、画像信号入力用のビデオ端子やミニＤ−サブ端子などの各種信号入力端子を有するプロジェクタ100である。

そして、上面の開閉蓋119の内部には、画質や画像の微調整及びプロジェクタ100の各種動作設定を行うサブキーを有し、ケースの左側面パネルには吸気口が、右側面パネル140には排気口145が設けられ、内部に冷却ファンを有するものである。

また、底面パネルの前方には突出量を調整可能とした前足部材170を有し、底面パネルの後方左右には固定式の後足部材175を有し、前足部材170の突出量を調整してプロジェクタ100の前方高さを変化させ、スクリーンの高さにあわせた画像の投影を可能としているものである。

そして、このプロジェクタ100の内部には、図２に示すように、超高圧水銀ランプなどの放電ランプ211を内蔵する光源装置210、及び、光源側光学系220としてカラーホイール222や導光ロッド224、光源側レンズ群226と１枚のミラー228を有するものである。

更に、ランプ電源回路261やプロジェクタ制御手段267を取り付けた回路基板269、光源装置210からの射出光を光源側光学系220により照射される表示素子230であって、複数の画素を行方向及び列方向にマトリクス状に配列して入射した光の反射を制御することにより画像を表示するマイクロミラー表示素子230、更に、この表示素子230からの射出光をスクリーン等の投影面に投影する投影側光学系250である固定レンズ群253や可動レンズ群255を組み込んだプロジェクタ100である。

この回路基板269には、マイクロコンピュータによるプロジェクタ制御手段267が設けられ、この制御手段267により、プロジェクタ内の各回路の動作制御を行い、電源スイッチ111がオン状態とされると光源装置210の放電ランプ211を点灯させると共に、冷却ファン190を放電ランプ211の出力や冷却ファン190のファン形状及び配置などに合わせた定格速度で駆動させ、左側面パネル150の吸気口155から外気を取り入れ、右側面パネル140の排気口145から内部の空気を排出しつつプロジェクタ100をスタンバイ状態とするものである。

そして、放電ランプ211の温度が所定温度に上昇して発光が安定すると、画像信号の入力による画像の投影を可能とするものである。
また、電源スイッチ111がオフ状態とされると放電ランプ211を消灯すると共に、タイマーにより数分間程度の所定時間だけ冷却ファン190の駆動を持続させてプロジェクタ100の内部を冷却した後に全ての動作を停止させる等の制御も行なうものである。

そして、表示素子230は、カラーフィルターのような入射光を着色する手段を備えない表示素子230であり、この実施例では、一般にＤＭＤと略称されるマイクロミラー表示素子230（Digital Micromirror Device）を用いている。

このマイクロミラー表示素子230は、その正面方向に対して一方向に傾いた入射方向から入射した光を、前記複数のマイクロミラーの傾き方向の切換えにより正面方向のオン状態光線と斜め方向のオフ状態光線とに分けて反射することにより画像を表示するものであり、一方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより正面方向に反射するオン状態光線とし、他方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより斜め方向に反射してオフ状態光線とすると共に、このオフ状態光線を吸光板で吸収し、正面方向への反射による明表示と、斜め方向への反射による暗表示とにより画像を表示するものである。

そして、光源装置210は、内部に放電ランプ211を備え、内面が反射面とされる楕円球面形状のリフレクタ213と、このリフレクタ213の前方にリフレクタ前方の開口を塞ぐように防爆面が設置されるものであり、放電ランプ211はランプ電源回路261から電源を供給可能にランプコネクタ280を介して導線により接続され、放電ランプ211が発光してリフレクタ213の反射面により反射して、光源装置210の前方に光を照射するものである。

また、光源装置210からの射出光をマイクロミラー表示素子230に入射させる光源側光学系220は、カラーホイール222や導光ロッド224、複数枚のレンズである光源側レンズ群226、及び、ミラー228で構成している。
このカラーホイール222は、光源装置210からの射出光を赤、緑、青の３色に順次着色するためのカラーフィルターを円周上に有するものであり、導光ロッド224は、光源装置210からの射出光の強度分布を均一にするためのものである

そして、カラーホイール222は、扇状の赤、緑、青の３色のカラーフィルターが周方向に並べて設けられた回転板であり、その中心が光源装置210からの射出光の光路の側方に配置されたカラーホイール回転モータの回転軸に固定され、ホイール周方向の一部を光源装置210からの射出光の光路に介在させるように配置するものである。

また、導光ロッド224は、カラーホイール222の射出側に入射面を対向させる位置として配置し、入射面から入射した光をロッド内周面の反射膜により反射しながら導いて射出面から均一な強度分布の光として射出するものである。
そして、光源側光学系220のミラー228は、光源装置210から射出され、導光ロッド224とカラーホイール222と光源側レンズ群226とを透過した光を、マイクロミラー表示素子230に向けて反射することによりマイクロミラー表示素子230にその正面方向に対して一方の方向に傾いた方向から光を投射するものである。

また、投影側光学系250は、固定レンズ群253を内蔵する固定鏡筒と、この固定鏡筒に係合され、回転操作により軸方向に進退移動可能とされる可動レンズ群255を内蔵する可動鏡筒とを備え、これらの鏡筒内に組み込まれた複数枚のレンズの組み合わせによりズームレンズを形成する投影側光学系250としているものである。

このように、このプロジェクタ100は、光源装置210から光を一方向に射出させ、光源側光学系220のカラーホイール222を高速で回転駆動させることにより、光源装置210から光源側光学系220に入射した光を、カラーホイール222により赤、緑、青の３色に順次着色し、さらに導光ロッド224により強度分布を均一にして、光源側光学系220としてのレンズ53及びミラーによりマイクロミラー表示素子230に向けて投射することができるものである。

そして、電源投入時から所定時間が経過して光源装置210からの光が安定すると、赤色、緑色、青色の光の投射周期に同期させてマイクロミラー表示素子230に赤、緑、青の単色画像データを順次書込むことにより、マイクロミラー表示素子230の正面方向に反射するオン状態光線によりマイクロミラー表示素子230に赤、緑、青の単色画像を順次形成させ、マイクロミラー表示素子230から順次射出する赤、緑、青の単色画像光を、投影側光学系250のレンズ群253、255により拡大して投影面に投影するものであり、投影面に、赤、緑、青の３色の単色画像が重なったフルカラー画像を表示するものである。

そして、このプロジェクタ100の光源装置210は、図３に示すように、放電ランプ211を内蔵するリフレクタ213の前方に防爆ケース215を設けて平板状の防爆ガラス216が固定されるものであって、このリフレクタ213の前端近傍を周囲から固定保持するユニット固定具271によって平板状のユニット固定台273に固定しているものである。

このユニット固定台273は、ユニット固定具271により光源装置210が上面に固定され、その四隅に配置する台固定ネジ275で上面側から底パネル蓋167に固定され、底パネル蓋167は底面パネル160の一部を構成する剛性を有する板状体であって、底蓋取付けネジ168により底面パネル160に固定されるものである。

そして、この底パネル蓋167は、図２に示したように、放電ランプ211を内蔵するリフレクタ213や防爆ケース215の外形よりもやや大きな方形とされ、図３に示したように、底面パネル160の外表面側からその四隅に位置させる底蓋取付けネジ168により底面パネル160に固定され、この底パネル蓋167を底面パネル160から取り外したとき、光源装置210を取り出すことのできる開口を底面パネル160に形成するものである。

さらに、このプロジェクタ100は、底パネル蓋167の直上位置に底パネル蓋167と同一大きさとした上パネル蓋117を有するものである。
この上パネル蓋117は、上面パネル110の一部を構成するものとし、上面パネル110の上面側からその四隅に位置させる上蓋取付けネジ118により上面パネル110に固定され、この上パネル蓋117の上面パネル110から取り外したとき、底パネル蓋167により塞がれている底面パネル160の開口と略同一大きさの開口を上面パネル110に開口するものである。

また、この光源装置210は、放電ランプ211の陰極及び陽極に導線で接続されるコネクタジャック287を有し、このコネクタジャック287を受けるランプコネクタ280を支持するコネクタベース291を底面パネル160に固定しているものである。

このランプコネクタ280は、底面パネル160と平行なコネクタ軸283により上下方向に回動可能にコネクタベース291に取付けられてコネクタジャック287を電気的に接続する電極ピン281を内蔵し、後端はコネクタ軸283を中心とする半円形状とされ、ランプコネクタ280を底面パネル160と平行としたとき、コネクタ軸283の高さよりも上方及び下方の後端面に切欠き部285を有するものである。

また、コネクタベース291におけるランプコネクタ280の後方には、スプリングケース293を有し、このスプリングケース293の内部には弾性体のストッパー295を取付けるものであり、このストッパー295は、図３に示したように、中央をランプコネクタ280側に突出させて突出部先端をランプコネクタ280の後端に圧接しているものである。

従って、このストッパー295は、コネクタ軸283を中心にランプコネクタ280を回動させたとき、図４に示すように、ストッパー295の突出部先端をランプコネクタ280の後端に設けた切欠き部285に挿入し、ランプコネクタ280が所定量だけ上方を向いた位置及び所定量だけ下方を向いた位置でランプコネクタ280の回動を停止させることができる。

このように、このプロジェクタ100は、底面パネル160に光源装置210を取り出すことのできる大きさの開口を形成する底パネル蓋167を底面パネル160に底蓋取付けネジ168によりネジ止めし、この底パネル蓋167にユニット固定台273を台固定ネジ275により取付けて光源装置210をユニット固定台273に固定しているため、底蓋取付けネジ168を外すことにより、底パネル蓋167と一体とした光源装置210を底面パネル160に設けた開口から取り出すことができる。

また、底パネル蓋167と同様の上パネル蓋117を上面パネル110に設けているため、上蓋取付けネジ118を外して上パネル蓋117を上面パネル110から取り外した後、台固定ネジ275を外してユニット固定台273を底パネル蓋167から取り外すことにより、ユニット固定台273と一体の光源装置210をプロジェクタ100の上面パネル110に形成した開口から取り出すことができるものである。

そして、底蓋取付けネジ168は、底パネル蓋167の表面から底面パネル160にねじ込まれているため、当該プロジェクタ100をテーブルなどに載置して使用しているときは、光源装置210を交換するに際し、当該プロジェクタ100を裏返し、頭部が見えている４個の底蓋取付けネジ168を外すことにより、容易且つ簡単な作業で光源装置210を底パネル蓋167と共に取り外すことができ、当該プロジェクタ100を天井から吊り下げている場合は、部屋の床に面した上面パネル110の表面に見えている上蓋取付けネジ118をプロジェクタ100を吊り下げた状態のまま下から取り外し、上面パネル110に開口を開いた後、台固定ネジ275を外してユニット固定台273と共に光源装置210を取り出すことができる。

さらに、ランプコネクタ280を回動可能としているため、底パネル蓋167を外したときはランプコネクタ280を底面パネル160側に回動させることにより、コネクタジャック287の取り外し及び差込を容易に行うことができ、上パネル蓋117を外したときは、ランプコネクタ280を上面パネル110側に回動させることによってコネクタジャック287の取り外し及び差込を容易とし、光源装置210をプロジェクタ100の上面及び下面から容易に取り外したり取付けたりすることができるものである。

このように、プロジェクタ100をテーブルなどに載置しているときは４個のネジを外し、天井などに固定しているときは４個のネジを外して開口を上面パネル110に開いた後に更に内部の４個のネジを外すことによりプロジェクタ100内の光源装置210をプロジェクタ100から取り出すことができ、光源装置210の交換をプロジェクタ100の状態に拘らず容易に行うことができるものである。

尚、上面パネル110の開口と底面パネル160の開口とを同一形状とし、上パネル蓋117と底パネル蓋167とを共通とするようにし、ユニット固定台273を上パネル蓋117に固定することにより、天井吊り下げようのプロジェクタ100とし、テーブルに置いたときもランプ交換を容易としたプロジェクタ100とすることもある。

また、本発明は、以上の実施例の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。

本発明に係るプロジェクタの外観を示す図。 本発明に係るプロジェクタの内部構造の概略を示す平面図。 本発明に係るプロジェクタの光源装置の取付け構造を示す断面図。 本発明に係るプロジェクタに用いたランプコネクタの動きを示す模式図。

符号の説明

１００ プロジェクタ
１１０ 上面パネル １１１ 電源スイッチ
１１２ 電源ランプインジケータ １１３ 手動画質調整キー
１１４ 自動画質調整キー １１５ 光源ランプインジケータ
１１６ 加熱インジケータ １１７ 上パネル蓋
１１８ 上蓋取付けネジ １１９ 開閉蓋
１２０ 前面パネル １２１ レンズカバー
１２３ 投影口 １３０ 後面パネル
１４０ 右側面パネル １４５ 排気口
１５０ 左側面パネル １５５ 吸気口
１６０ 底面パネル １６７ 底パネル蓋
１６８ 底蓋取付けネジ
１７０ 前足部材 １７５ 後足部材
１９０ 冷却ファン
２１０ 光源装置 ２１１ 放電ランプ
２１３ リフレクタ ２１５ 防爆ケース
２１６ 防爆ガラス
２２０ 光源側光学系
２２２ カラーホイール ２２４ 導光ロッド
２２６ 光源側レンズ群 ２２８ ミラー
２３０ 表示素子
２５０ 投影側光学系
２５３ 固定レンズ群 ２５５ 可動レンズ群
２６１ ランプ電源回路 ２６７ プロジェクタ制御手段
２６９ 回路基板
２７１ ユニット固定具 ２７３ ユニット固定台
２７５ 台固定ネジ
２８０ ランプコネクタ ２８１ 電極ピン
２８３ コネクタ軸 ２８５ 切欠き部
２８７ コネクタジャック ２９１ コネクタベース
２９３ スプリングケース ２９５ ストッパー

Claims (4)

1. 本体ケースに、光源装置、光源側光学系、表示素子、投影側光学系、冷却ファン、更に、ランプ電源回路やプロジェクタ制御手段を備えた回路基板を内蔵するプロジェクタであって、前記光源装置を取り外し可能な開口を前記本体ケースの第１パネル面と第２パネル面に有すると共に、前記第１パネル面の開口を第１のパネル蓋で塞ぎ且つ前記第２パネル面の開口を第2のパネル蓋で塞ぎ、ユニット固定台により前記光源装置が前記第2のパネル蓋に固定されていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記第１のパネル蓋及び前記第2のパネル蓋は、前記本体ケースの外部から取付けネジで各々前記第１パネル面や第２パネル面に固定され、前記ユニット固定台はプロジェクタの内部から前記第2のパネル蓋に固定ネジにより固定されていることを特徴とする請求項１に記載したプロジェクタ。
3. 前記光源装置は、ランプコネクタを介して前記ランプ電源回路に接続され、前記ランプコネクタは、コネクタ軸を有して上下に回動可能とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したプロジェクタ。
4. 前記第１パネル面は前記本体ケースの上面パネルであり、前記第２パネル面は前記本体ケースの底面パネルであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載したプロジェクタ。
   
   

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