JP2008281970A - プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のプロジェクタ装置では、防塵フィルタは汚れ具合を確認しなければならず面倒であり、また、塵埃の多い室内での使用では、すぐに交換が必要となるなど、使い勝手が悪かった。
これに対して、本発明の装置では、防塵フィルタの交換回数を大きく減少させることを目的としている。
【解決手段】本発明は、光源と、この光源から出力される出力光によって画像を形成する光学エンジン装置と、この光学エンジン装置で構成された画像を拡大して投影する投影レンズと、これらの部材を収納する本体ケースと、本体ケースの吸気口に着脱可能に配置されるロール状フィルタとを有することを特徴としている。
単体のフィルタではなく、ロール状のフィルタを用いることによって、フィルタをより長時間利用できるようにし、また、そのロール状フィルタのフィルタ巻上げ時期をより適切に判断できるように、フィルタを通過した風量を検出するセンサを有することを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、投影形の高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムやビデオプロジェクタ等に使用される投影形の画像表示装置、例えばフロントプロジェクタや、リアプロジェクションテレビに関するものである。

本件発明者は、先に、特願２００１−７１９３７号に示される画像表示装置を発明した。この画像表示装置は、白色光源と、白色光源からの光線を２次光源として集光する集光ミラーと、２次光源の位置に配置され、白色光を時間的に光の３原色に分解するカラーフィルタと、コンデンサレンズと、第１及び第２の折り返しミラーと、２次元に配列された各ピクセルの微小ミラーの傾きを変化させることにより反射光の角度を変化させてオン／オフ状態を作る反射表示手段と、この反射表示手段によって表された画像をスクリーンに拡大して投影する投影レンズとを備えるものである。

図６は、上記従来技術の構造図であり、２０は白色光源のアーク（発光点）、２１は集光ミラーとしての楕円ミラー、２２は輪帯部分が光の三原色（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィルタ、２３は光学部品であるライトトンネル、２４はコンデンサレンズ、２５は折り返しミラーとしての平面ミラー、２６は第２の折り返しミラーとしての球面ミラー、２７は後述する反射表示手段としてのＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、２８は第２のコンデンサレンズ、２９は投影レンズである。

ここで、ＤＭＤ２７は、「光学」（ｖｏ１．２５，Ｎｏ．６，ｐ．３１３〜３１４，１９９６年）に記載されているように、２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成され、各ピクセルごとにその直下に配置されたメモリー素子による静電界作用によって上記微小ミラーの傾きを制御し、反射光の反射角度を変化させることによってオン／オフ状態を作る反射形表示素子である。そして、ピクセルがオフの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオンの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズ２９に入射してスクリーンに画像を形成するように光学系部品を配置する必要がある。なお、各ピクセルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤ２７の光線の入射面に対して１０から１２度程度と決められている。

特開平６−２２１５９９号 特開平８−２０１９１７号 特開平１０−１０６４６号

プロジェクタ装置では、通常、高圧水銀灯からなる放電ランプを光源として用いている。
この光源は、高熱を発するため、冷却ファンを用いて、相当量の風量によって冷却する必要がある。
このため、塵埃がプロジェクタ装置内部に吸収され、光学系の部品がダメージを受け故障の原因となると共に、投影画像の劣化の原因となる。

このため、防塵フィルタを吸気口部分に配置することが従来から考えられている。
例えば、引用文献１では、フィルタの目詰まりを検出する技術が示されている。
また、引用文献２では、フィルタに付着した塵埃を飛散させる技術が示されている。
更に、引用文献３では、静電フィルタを用いる例が示されている。
従来の防塵フィルタは、単体で本体ケースに着脱可能に配置される。
しかしながら、このような防塵フィルタでは、例えばプロジェクタを天井に固定しているような場合、汚れた防塵フィルタの交換は容易ではなかった。
また、埃の多い環境では、フィルタの交換が頻繁に発生するという問題があった。

本発明は、光源と、この光源から出力される出力光によって画像を形成する光学エンジン装置と、この光学エンジン装置で構成された画像を拡大して投影する投影レンズと、これらの部材を収納する本体ケースと、本体ケースの吸気口に着脱可能に配置されるロール状フィルタとを有することを特徴としている。

単体のフィルタではなく、ロール状のフィルタを用いることによって、フィルタをより長時間利用できるようにし、また、そのロール状フィルタのフィルタ巻上げ時期をより適切に判断できるように、フィルタを通過した風量を検出するセンサを有することを特徴としている。

従来のプロジェクタ装置では、防塵フィルタは汚れ具合を確認しなければならず面倒であり、また、塵埃の多い室内での使用では、すぐに交換が必要となるなど、使い勝手が悪かった。
これに対して、本発明の装置では、自動的にフィルタの汚れを検出すると共に、複数のフィルタがロール状に収納されているため、防塵フィルタの交換回数を大きく減少させることが可能となる。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態を示すプロジェクタ装置の構造図であり、主要部品の位置関係を示している。

この図１において、１は光源、２はこの光源を収納する本体ケース、３はこのハウジングの吸気用の開口部に着脱可能に配置されるロール状フィルタ、４は、例えば熱線や半導体センサーなどからなる風量センサーである。
尚、ロール状フィルタ３内に巻き込まれて収納される防塵フィルタは、メッシュ状の紙や樹脂性のフィルムで構成される。

５は光学エンジン部５であり、以下６から１３で構成される。
６は光源から出力された光を反射して、光路を変更すための第１のミラー、７は光源から出力される白色を赤色、青色、及び緑色に分解するためのカラーホイール装置、８は色分解された光を均一にするライトトンネル、９はライトトンネル８から出力された均一光の照射面を、デジタルマイクロミラーデバイス１２のミラー面（反射面）の大きさ程度にに整えるリレーレンズである。
１０は、リレーレンズ９を透過した光を反射して光路を変更するための第２のミラー、１１は、第１のミラーからの光を集光してデジタルマイクロミラーデバイス１２のミラー面（反射面）に照射する第３のミラー、１３は投影レンズである。

１４は光源１や、基板を冷却するための排気用ファン、１５は吸気用ファン、１６は図示しないパーソナルコンピュータ或いは映像機器から入力される映像信号に応じて、デジタルマイクロミラーデバイス１２を駆動するメイン基板である。

このような構成の実施例装置において、このプロジェクタ装置を長時間使用して、防塵フィルタに所定以上の塵埃が付着した場合、防塵フィルタを通過する風量が減少する。
風量が減少すると、冷却能力が失われ、光源や電源基板が加熱し、プロジェクタの動作が不安定となる。
このため、防塵フィルタを通過した風量が所定値以下であることが、風量センサー４によって、測定されるた場合、ロール状フィルタ３が駆動され、汚れた防塵フィルタ部分が巻取り側のドラムに巻き取られ、供給側のドラムから新しい防塵フィルタ部分が供給される。
この新しい防塵フィルタ部分によって、風量が一定値以上となり、プロジェクタ装置の動作は安定化される。

図２に本体ケース２の吸気用開口部に配置された、ロール状フィルタ３の構成図を示す。
このロール状フィルタ３は、防塵フィルタが巻き込まれたフィルタ供給ドラム３１と、使用済みの部分を巻き込む巻取りドラム３２と、本体ケース２の吸気用開口部に対向して配置されたフィルタ部分を保持する保持部３３とが一体となったカートリッジで構成されている。
このカートリッジ形式のロール状フィルタ３は、本体ケース２内に設けられた駆動手段（巻取ドラム駆動用モーター）１７によって、巻取り動作が行われる。

尚、保持部分３３は弾性体３４、例えばバネ材でカートリッジに保持されている。これは、防塵フィルタのたるみで、本体ケースと防塵フィルタの上下端との間に隙間ができるのを防止するために用いられており、この弾性体保持部３３，３４によって、防塵フィルタ上下端の隙間から塵埃が本体ケース内に流入するのを防止している。

このロール状フィルタ３のカートリッジには、巻取りドラム３２にドラム回転用のギア３５が設けられており、本体ケース２に設けられた巻取ドラム駆動用モーター１７によって、巻取り動作が行われる。
この巻取り動作は、防塵フィルタ位置センサ１８によって、防塵フィルタに設けられた位置マークを検出することにより、次の位置マークが検出されるまで巻取り動作が行われる。
この実施例の防塵フィルタ位置センサ１８は光学式センサーであり、防塵フィルタに所定間隔で設けられた白あるいは黒のマークを検出する。

防塵フィルタの最後には最後を示す位置マークが記されている。
供給側のドラムに、供給する防塵フィルタが無くなった場合は、この防塵フィルタの最後を示す位置マークが検出され、カートリッジの交換を促す警告音ないしは、案内音声が発せられる。
尚、本体或いはリモコンにカートリッジ交換用インジケータを設け、発光によって表示してもよい。

尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、図３に示すように、保持部材３３は、Ｕ溝状のレールで構成してもよい。
このＵ溝によっても、防塵フィルタ上下端の隙間からの塵埃の侵入は防止される。
また、防塵フィルタ位置マークは、防塵フィルタに形成するのではなく、例えば、スプロケットに穴を設けることで形成してもよい。
この場合は、位置検出センサーは、この穴を検出することで、防塵フィルタの送り量を検出する。

図４に、本実施例のプロジェクタ装置の外形を示す斜視図を示す。
４１は本体ケース２の吸気用の開口であり、４２はプロジェクタ装置を操作するためのスイッチを示している。
ロール状フィルタ３は、吸気用開口４１に対向する位置に配置される。
このプロジェクタ装置は、例えば天井に固定する場合、この図のプロジェクタの上面が下になるように配置される。
ロール状フィルタ３の使用期限が過ぎた場合、利用者が、操作スイッチ４２を押すことによって、ロール状フィルタ３は取外すことができる。

図５に、第２の実施例装置のブロック図を示す。
尚、前述の第１の実施例と共通の構成要素には、図１に示した番号と共通の番号を付している。
この実施例では、光源１、光学エンジン５及び基板１５を収納する空間は、斜線で示した通気口を除いて、側壁にて囲まれた閉空間を構成している。
更に、この閉空間の外側には、この閉空間から排出される熱風を冷却するために、この熱風に外気を混合するための混合ファン１９を設けている。
更に、ロール状フィルタ３に対向する位置にも吸気ファン１５が設けられている。
尚、夫々のファンによって本実施例装置内に導入される冷却風の移動方向を、矢印Ａで示す。

このような構成によって、基板１５及び光源１を必要最小限に冷却するような制御が可能となり、冷却風の導入を抑え、ロール状フィルタ３の汚れを低減することが可能となる。
また、本体ケースから排出される排気熱が緩和され、利用者対する熱風による不快感を低減することが可能となる。

本発明では、ロール状フィルタの形状は、上述の実施例に限定されない。
また、上記実施例では、自動で巻取り動作を行う例を示したが、例えば、風量センサーによって、風量が所定値以下であることを検出したら、音声案内ないしは警告を発し、防塵フィルタ送り動作を、プロジェクタ装置の利用者に促すような構成であってもよい。
尚、本体或いはリモコンにフィルタ送り用インジケータを設け、発光によって表示してもよい。

また、本発明は、プロジェクタ装置の内部構成、構造、外形などは、上述の実施例に限定さるものではなく、種々の変更が可能である。
熱源を内部に有する装置に適用可能であり、例えば、液晶型プロジェクタであってもよい。
また、防塵フィルタを使い切った場合、カートリッジを新しいものと交換するのではなく、水洗などで、付着した塵埃を除去して、防塵フィルタを巻き戻し、再度使用するように構成してもよい。

以上述べたように本発明では、プロジェクタ装置を埃の多い場所で、天井に固定して利用する場合などであっても、煩わしい防塵フィルタの交換作業を低減することが可能となり、家庭用のホームプロジェクタや、大会議室などでの利用が可能となる。

図１は、本発明の実施例の形態に係る主要な構成を示す構成図である。 図２は、本発明の一実施例を示す、ロール状フィルタの構成図である。 図３は 本発明の一実施例を示す、Ｕ溝を用いた保持部を示斜視図である。 図４は、本発明の一実施例を示す斜視図である。 図５は、本発明の第２の実施例の形態に係る主要な構成を示す構成図である。 図６は、従来のプロジェクタ装置を示す構造図である。

符号の説明

１：光源
２：本体ケース
３：ロール状フィルタ
４：風量センサ
３１：供給ドラム
３２：巻取りドラム
３３：保持部材

Claims (6)

1. 光源と、この光源から出力される出力光によって画像を形成する光学エンジン装置と、この光学エンジン装置で構成された画像を拡大して投影する投影レンズと、これらの部材を収納する本体ケースと、本体ケースの吸気口に着脱可能に配置されるロール状フィルタとを有することを特徴とするプロジェクタ装置。
2. 前記ロール状フィルタを通過した風量を測定する風量センサを有することを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ装置。
3. 前記ロール状フィルタは、前記吸気口に対向するフィルタ部分を保持する部分を有し、この保持部は弾性材からなることを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ装置。
4. 前記ロール状フィルタには位置決め用マークが設けられていることを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ装置。
5. 前記ロール状フィルタは、フィルタが巻き込まれたフィルタ供給ドラムと、使用済みの部分を巻き込む巻取りドラムが一体となったカートリッジで構成され、本体ケース内に設けられた駆動手段によって、巻取り動作が行われることを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ装置。
6. 前記本体ケースの排気口付近に、排気風と外気を混合して、本体ケースから排出される排気熱を緩和するための混合ファンを有することを特徴とする請求項１項記載のプロジェクタ装置。

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