JP2009093116A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】投影画像の劣化を起こす汚れを容易に除去できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタ１は、筐体２の前面側に位置するレンズユニット３と、レンズユニット３の前面を開閉自在に覆うレンズカバー４と、レンズカバー４の背面に設けられたパッド１３と、レンズカバー駆動機構１６と、レンズユニット３を前後方向に進退させるレンズユニット駆動機構１０と、制御手段２１とを備えており、制御装置２１は、レンズカバー駆動機構１６およびレンズユニット駆動機構１０を制御して、レンズカバー４を閉塞させた状態でレンズユニット３を回転且つ前進させることにより、パッド１３によりレンズユニット３のレンズ９を払拭する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズユニットの前面の埃や汚れを自動的に除去しうるようにしたプロジェクタに関する。

天井に設置されるタイプのプロジェクタでは、長期間室内に置かれているために、レンズユニットの対物側のレンズ面に室内の塵埃や水分等が付着して、画面が見にくくなることがあった。そのため、下記特許文献１に示す塵埃除去機能を備えたプロジェクタが提案されている。

特許文献１に示すプロジェクタは、ファンの気流をレンズ表面に誘導して流すことにより、塵埃がレンズ面に付着することを防止するとともに、既に吸着した塵埃を吹飛ばすことによって除去するものである。

また、特許文献２はデジタルカメラのレンズに関するものであるが、プロジェクタへの応用を提案している。特許文献２のプロジェクタは、レンズカバーのカバー裏面に帯電部材を設け、カメラ筐体側に帯電部材に接触可能な擦り部材を備えている。レンズカバーを閉じる際に、帯電部材がレンズ表面に接触することなく対向した状態を保つことにより、レンズ面に付着した塵埃を帯電部材に静電吸着するものである。
特開２００５−１７３１１９号公報 特開２００３−３４４９０４号公報

しかしながら、いずれの除去方式においても、塵埃を含んだ水蒸気がレンズユニットのレンズ面に結露すると、湿性で付着性があるため除去することが困難である。特に、天井設置型のプロジェクタの場合、室温の高低差により水分がレンズ面に結露し易いほか、空気中の塵埃の付着やカビ類等の発生によりレンズ面が汚染されても、高所に設けられているために、掃除し難いために、徐々に投影画質が低下する問題がある。

本発明は、投影画像の劣化を起こす汚れを容易に除去できるプロジェクタを提供することを課題としている。

本発明のプロジェクタは、筐体の前面側に位置するレンズユニットと、前記筐体に設けられて前記レンズユニットの前面を開閉自在に覆うレンズカバーと、前記レンズカバーの背面に設けられて前記レンズユニットの前面を払拭する払拭部材と、前記レンズカバーを開閉駆動するレンズカバー駆動機構と、前記レンズユニットを光軸周りに回転させながら前後方向に進退させるレンズユニット駆動機構と、前記レンズカバー駆動機構および前記レンズユニット駆動機構を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記レンズカバーを閉塞させた後に前記レンズユニットを回転且つ前進させて前記払拭部材に前記レンズユニットの前面を相対的に払拭動作させることを特徴とする。

この構成によれば、レンズユニットの前面を清掃するときには、制御手段により、前記レンズカバーを閉塞させた後に前記レンズユニットを回転且つ前進させて前記払拭部材に前記レンズユニットの前面を相対的に払拭動作させると、レンズユニットの前面が払拭部材に接触して払拭される。これによって、レンズユニットの正面側のレンズの汚れを簡単に除去できる。

また、この場合、レンズユニット駆動機構は、レンズユニットのズーム機構若しくは合焦機構の少なくともいずれかで構成されていると、新たな機構を導入しなくても既存の機構でレンズユニット駆動機構を構成できる。また、レンズカバーが、ブラシを備えていると、払拭部材の払拭前に塵を払うことができるので、払拭部材が汚れ難くなり、清掃機能を長期間維持できる。

更に、上述のプロジェクタにおいて、払拭部材にクリーニング液を含浸させる供給容器を備えていても良い。この場合、払拭動作に伴ってレンズユニットの前面に付着したクリーニング液を乾燥させる送風手段を、更に備えていても良い。
このような構成によれば、払拭部材にクリーニング液を含浸させて払拭することにより、レンズユニットの前面の清掃効果を高めることができる。その際に、送風手段を備えていると、クリーニング液や結露等で濡れたレンズユニットの前面を乾燥でき、空気中の塵等がレンズ面等に付着することを防止できる。

また、プロジェクタが、制御手段による払拭動作を遠隔操作により行う遠隔操作手段を、更に備えていると、天井等や離れた場所にプロジェクタが設置された場合にも払拭動作を行うことができ、プロジェクタの清掃が容易である。投影画質の低下が見られたとき等の必要な時にレンズ面の清掃を行うことが容易である。

（第１の実施例）
図１〜図７は、本発明の実施の形態にかかるプロジェクタの例を示している。図においてプロジェクタ１は、プロジェクタ１の筐体２、筐体１に設けられたレンズユニット３、筐体１の前面に開閉可能に設けられたレンズカバー４を備えている。プロジェクタ１は、筐体２内に、投影用の光源ユニット５と、パーソナルコンピュータ等から出力される映像を各色毎に投影するための偏光板等を備えた光学装置６と、光学装置６にて形成された投影画像を図示しないスクリーンに向かって投影するレンズユニット３を備えている。また、レンズユニット３は、投影画像を合焦させる合焦機構７と、投影画像をズーミングするズーム機構８とから成り、レンズユニット３のレンズ９を自己の光軸周りに回転させながら前進させるレンズユニット駆動機構１０を備えている。さらに、プロジェクタ１は、レンズカバー４を開閉動作させるレンズカバー駆動機構１６を備えている。そして、レンズユニット駆動機構１０およびレンズカバー駆動機構１６は、光源ユニット５や光学装置６を制御する制御装置２１により制御される。

図４に示すように、筐体２の正面側には、レンズユニット３の前面のレンズ９が臨む開口部１１が形成されており、この開口部１１にはレンズカバー４が設けられている。レンズカバー４は、筐体２の正面においてレンズユニット３の正面側のレンズ９を覆う閉塞位置と、レンズ９を開放する開放位置との間で横方向に開閉自在に構成されている。

図１に示すように、レンズカバー４の背面には、レンズ９表面に付着した塵を払う先端側のブラシ１２と、払拭部材としての基端側のパッド１３と、が離間して設けられている。パッド１３は、レンズユニット３の前面側のレンズ９を払拭可能な柔らかい素材で構成され、レンズ９を包含する大きさを有している。ブラシ１２とパッド１３との間の離間距離Ｌは、レンズユニット３の前面のレンズ９の口径より大きい距離とされ、両者間にレンズ９が位置できる間隔に構成されている。

すなわち、このレンズカバー４では、レンズカバー４の背面の先端側にブラシ１２を設け、基端側にパッド１３を設け、ブラシ１２とパッド１３の離間距離をレンズ９の口径と同等かそれ以上に設定している。レンズカバー４で開口部１１を完全閉鎖すると、ブラシ１２とパッド１３の間の部位１２ａにレンズ９が位置し、レンズカバー４の開閉時に、必ずブラシ１２でレンズ９を払うことができるようになっている。

ブラシ１２は、その毛先がレンズ９に接触できる程度の長さを有している。ブラシ１２は、レンズ９のほこりを静電力より吸着する樹脂製のものであっても良い。パッド１３はスポンジ状のものであり、例えば発泡ポリウレタン等の樹脂により形成され、耐熱性のものが望ましい。パッド１３の厚みは、レンズ９の表面がパッド１３に沈み込んで全面接触できる程度のものが望ましい。また、パッド１３の表面には、布地や植毛布地が設けられていても良い。

レンズユニット３のレンズ９は、通常時には図１に示すようにブラシ１２の毛先が触れる程度の位置にあり、レンズクリーニング時に、レンズユニット駆動機構１０（合焦機構７若しくはズーム機構８）を駆動することにより、所定の前進位置に移動する。すなわち、レンズユニット駆動機構１０により、レンズユニット３のレンズ９を回転且つ前進させ、さらに前進端位置から回転且つ後退させることにより、レンズ９がバッド１３に回転接触（払拭動作）するようになっている。

図５は、レンズカバー４を駆動するレンズカバー駆動機構１６を示している。レンズカバー駆動機構１６は、レンズカバー４の横移動を案内する相互に平行に配設した一対のガイドレール１７と、一方の端部をレンズカバー４に連結したラック１８と、ラック１８に噛み合うピニオン１９と、ピニオン１９を回転させるモータ２０と、で構成されている。モータ２０が正逆回転すると、ピニオン１９およびラック１８を介して、レンズカバー４が開閉動作する。そして、このモータ２０は制御装置２１により制御される。なお、図示では省略したが、レンズカバー４の完全開放位置、完全閉塞位置およびバッド１３がレンズ９の正面に位置する払拭位置を、それぞれ検出するセンサを設けることが、好ましい。また、図中の符号１４は、レンズカバー４が手動で開閉させるための突起（操作レバー）である。

制御装置２１は、プロジェクタ１の装置全体の制御系を制御する図示しないマイクロコンピュータおよびＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース等の周辺回路から構成され、光源ユニット５、光学装置６を制御するだけでなく、レンズユニット駆動機構１０およびレンズカバー駆動機構１６を制御する。

制御装置２１は、レンズカバー駆動機構１６を駆動してレンズカバー４を、バッド１３がレンズ９の正面に達するまで閉塞させた後、レンズユニット駆動機構１０を駆動し、レンズユニット３を回転且つ前進させて、パッド１３にレンズユニット３の前面のレンズ９を相対的に払拭動作させる。この実施形態では、パッド１３がレンズ９の前方で静止しているときに、レンズユニット３のレンズ９が回転しながら前進してレンズ９をパッド１３により払拭させるが、レンズ９が回転しながら前進しているときにパッド１３が横から移動して払拭するタイプでも良いし、レンズ９が既に前進して停止しているときに、パッド１３がレンズ９を横切ってレンズ９を払拭しても良い。すなわち、制御装置２１は、レンズユニット駆動機構１０とレンズカバー駆動機構１６の駆動を制御する際に、両者を同時に駆動しても良いし、両者の一方を他方より先に駆動しても良い。

図６の（ａ）〜（ｄ）はレンズカバー駆動機構１６によるレンズカバー４の動作工程を示すものであり、また図７は、図６（ａ）〜（ｄ）のレンズカバー４およびレンズ９の動作工程を示すフローチャート図である。この図６の（ａ）〜（ｄ）の動作工程を、図７のフローチャート図に示すレンズクリーニング動作の流れと共に説明する。図６（ａ）はプロジェクタ１を起動させる前の状態、すなわち電源をＯＮする前の状態である。このときレンズ９はブラシ１２の毛先の移動領域に位置しており、レンズ９はブラシ１２とパッド１３の間の位置１２ａにある。

図６（ｂ）はプロジェクタ１を起動（電源ＯＮ）させた直後の状態であり、レンズカバー駆動機構１６がレンズカバー４を開放位置に向かって移動させる。プロジェクタ１の起動直後では、制御装置２１が、レンズカバー駆動機構１６を制御し、レンズカバー４を図の左方向に移動させ、ブラシ１２の毛先にてレンズ９の表面に付着している塵を払い清掃を行う。図７のフローチャート図により説明すると、プロジェクタ１の起動によってクリーニング動作がスタートし、レンズカバー４の開方向への移動が行われ、ブラシ１２による塵払いが行われる（図７のステップＳｔ１）。

図６（ｃ）はプロジェクタ１がパッド１３によってレンズをクリーニングしている状態を示したものである。ブラシ１２により塵払いが終わると、制御装置２１は、レンズユニット駆動機構１０を制御し、クリーニングのためにレンズ９を所定の位置に移動させる（図７のステップＳｔ２）。次に、制御装置２１はレンズカバー駆動機構１６を制御し、レンズカバー４を図の右方向に移動させ（図７のステップＳｔ３）、パッド１３によるレンズクリーニングを行う。レンズクリーニング動作としては、例えばレンズユニット駆動機構１０が駆動することにより、レンズ９を回転させながら、レンズカバー駆動機構１６がレンズカバー４をレンズ９の光軸を中心に往復駆動する。なお、レンズクリーニング動作は上記動作に限らず、レンズカバー４を所定の位置に停止させ、レンズ９を回転させてクリーニングを行っても良いし、レンズ９を回転させずにレンズカバー４のみを左右に駆動することでクリーニングを行っても良い。

図６（ｄ）は、レンズクリーニング動作が完了し、プロジェクタ１が画像を投影している状態を示したものである（図７のステップＳｔ５）。このとき、既にレンズカバー４は図の左方向の開放位置に移動しており（図７のステップＳｔ４）、所定の位置においてプロジェクタ１の投影終了まで待機している（図７のステップＳｔ６）。

パッド１３は、レンズカバー４が所定の位置で待機している間に、クリーニング液の補充を行うことができる。具体的には、パッド１３が待機する所定の位置にパッド１３が接するように、クリーニング液補充容器２２が配置されている。パッド１３と接する側のクリーニング液補充容器２２の面は、パッド１３と同じ材質で構成されており、パッド１３と接触している間にクリーニング液をパッド１３側に浸透させることでクリーニング液を補充することができる。クリーニング液補充容器２２に充填されるクリーニング液としては、一般に使用される低沸点の石油系溶剤、ＩＰＡなどのアルコール系溶剤、およびこれに加え、少量乃至微量の静電気除去材、レンズコーティング剤、界面活性剤などの添加剤を含有したものを使用することができる。なお、本実施形態は一例であり、パッド１３にクリーニング液を補充することができれば、その態様は問わないことはいうまでもない。

プロジェクタ１の投影が終了する際も、図６（ａ）から（ｃ）を逆順に行う。すなわち、プロジェクタ１の投影が終了したら、電源ＯＦＦをトリガとして、図６（ｃ）のレンズ９を拭く状態になるように、制御装置２１は、レンズカバー駆動機構１６を駆動し、レンズ９の面をパッド１３により払拭する（図７のステップＳｔ７）。レンズ９をパッド１３で拭いたら、次にブラシ１２でレンズ９を払うようにレンズカバー４を図６（ｂ）の位置に移動させる（図７のステップＳｔ８）。ブラシ１２によるレンズ９の清掃が終了したら、レンズユニット駆動機構１０を駆動してレンズ９を後方に移動させ（図７のステップＳｔ９）、レンズ９が所定の位置まで格納されたら、レンズカバー駆動機構１６を駆動してレンズカバー４で開口部１１を閉塞する（図７のステップＳｔ１０）。これによって、レンズ９は再度清掃が行われ、画像の投影中に埃やチリ等がレンズ面に付着しても払拭動作によって清掃される。

上述した本実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態のプロジェクタ１によれば、プロジェクタ１の電源投入時および電源遮断時にレンズ９の清掃を自動的に行うことができるので、常にレンズ表面を綺麗な状態に保つことができ、最適な画像を提供することができる。また、本実施の形態のプロジェクタ１は天井設置型のプロジェクタに好適である。すなわち、手の届きにくい場所に設置されたプロジェクタは定期的にメンテナンスを行う必要がある。しかし、本実施形態のプロジェクタ１は、電源投入時および電源遮断時に常に自動的にレンズカバー４でレンズユニット３の前面のレンズ９を覆った状態でレンズ９の払拭動作を行うため、一番汚れが目立つレンズ９をクリーンに保つことが出来、メンテナンスの頻度を大幅に低減することが出来る。

（第２の実施例）
第１の実施例では、プロジェクタ１が電源投入時および遮断時に自動的にレンズクリーニングを実行したが、適宜レンズクリーニングを実行するようにしても良い。次に、プロジェクタ１のレンズクリーニングを任意に実行できるよう構成した実施例について説明する。図８は、第２の実施例におけるプロジェクタ１の機能ブロック図である。

図１のプロジェクタ１との相違点は、リモートコントローラ１００、操作パネル１０１が追加された点である。リモートコントローラ１００の操作信号の受信部１０２は、プロジェクタ１の投射面側若しくは投射面の反対側に設置されている。操作パネル１０１はプロジェクタ１の上面または側面に設置されている。レンズクリーニング処理を実行させるには、リモートコントローラ１００および操作パネル１０１にクリーニング処理用の専用ボタンを設けても良いし、所定の複数のボタンの組み合わせ操作、或いは所定の単一のボタンの長押し操作でも良い。上記構成により、リモートコントローラ１００または操作パネル１０１を操作することにより、上記の図６（ａ）〜（ｃ）のクリーニング処理を動作させることができる。

上述した本実施形態によれば、以下の効果がある。
このように、リモートコントローラ１００若しくは操作パネル１０１からレンズクリーニング処理の指示を行うことができるので、自動クリーニングとは別にレンズ９が汚れているときには迅速にプロジェクタ１のレンズクリーニング処理を実行することができる。これにより、レンズ表面を綺麗な状態に保つことが出来るので、最適な画像を提供することができる。特に、天井等への設置や離間した場所でのプロジェクタ１の使用はレンズ９が汚れやすいが、リモートコントローラ１００を操作することにより、離れた位置で簡単にレンズ清掃を行うことができる。

なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。
（変形例１）
なお、本実施形態は、以下のように変更しても良い。
図９はレンズカバー駆動機構１６の変形例である。このレンズカバー駆動機構３０は、一対のガイドレール１７と、レンズカバー４の前後端部に取り付けたワイヤ３１と、ワイヤ３１をガイドするプーリ３２と、ワイヤ３１を駆動するプーリ３３およびモータ３４からなる構成としても構わない。

（変形例２）
図１０はレンズカバー駆動機構１６の更なる変形例である。このレンズカバー駆動機構４０は、一対のガイド軸１７と、レンズカバー４の後端部に取り付けたスライド軸４１と、スライド軸４１を駆動するリニアモータ４２からなる構成としても構わない。

（変形例３）
図１１は光源ユニット３のランプの冷却ファン５０の冷却風をレンズ９側に供給するように構成したものである。冷却ファン５０をレンズ９の横に設置してランプによる熱風をレンズ９側にも導き、レンズ９に乾燥した空気を供給する構成としても構わない。このような構成にすることにより、クリーニング液によって湿潤したパッド１３によりレンズ９を払拭清掃したときに、レンズ９をいち早く乾燥させて空気中の塵埃がレンズ９に付着することを防止できるという効果を得ることができる。

本実施例は、プロジェクタ１の電源投入時・遮断時に自動的にレンズクリーニング処理を実施していたが、上記処理を手動で行っても良い。例えば、図３、４に示すものでは、レンズカバー４の上端部に手動操作可能なための突起１４が設けられている。突起１４は筐体２の点板部に形成された溝状開口部１５に沿って移動可能とされている。この突起１４を操作することにより、簡単なレンズクリーニング（ブラシクリーニングのみ）を行うことができる。

第１実施形態におけるプロジェクタの概略ブロック図である。 レンズカバーのパッドによりレンズユニットの前面を払拭する状態の説明図である。 プロジェクタのレンズカバーを閉じた状態の斜視図である。 プロジェクタのレンズカバーを開いた状態の斜視図である。 実施形態のレンズカバー駆動機構の構成を示す説明図である。 プロジェクタのレンズクリーニング動作の説明図である。 レンズクリーニング動作のフローチャート図である。 第２実施形態におけるプロジェクタの概略ブロック図である。 レンズカバー駆動機構の変形例を示す説明図である。 レンズカバー駆動機構の更なる変形例を示す説明図である。 プロジェクタにレンズ乾燥手段を設けた説明図である。

符号の説明

１：プロジェクタ ２：筐体 ３：レンズユニット ４：レンズカバー ５：光源ユニット ６：光学装置 ７：合焦機構 ８：ズーム機構 ９：レンズユニット前面のレンズ １０：レンズユニット駆動機構 １２：ブラシ １３：パッド（払拭部材） １６：レンズカバー駆動機構 １８：ラック １９：ピニオン ２０：モータ ２１：制御装置（制御手段） ２２：クリーニング液補充容器（供給容器） ５０：冷却ファン（送風手段） １００：リモートコントローラ（遠隔操作手段）

Claims (6)

1. 筐体の前面側に位置するレンズユニットと、
   前記筐体に設けられて前記レンズユニットの前面を開閉自在に覆うレンズカバーと、
   前記レンズカバーの背面に設けられて前記レンズユニットの前面を払拭する払拭部材と、
   前記レンズカバーを開閉駆動するレンズカバー駆動機構と、
   前記レンズユニットを光軸周りに回転させながら前後方向に進退させるレンズユニット駆動機構と、
   前記レンズカバー駆動機構および前記レンズユニット駆動機構を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記レンズカバーを閉塞させた後に前記レンズユニットを回転且つ前進させて前記払拭部材に前記レンズユニットの前面を相対的に払拭動作させることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記レンズユニット駆動機構は、前記レンズユニットのズーム機構および／又は合焦機構で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記レンズカバーの背面には、前記レンズカバー駆動機構の開閉に伴って、前記レンズユニットの前面を清掃するブラシが更に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のプロジェクタ。
4. 前記払拭部材にクリーニング液を含浸させる供給容器を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプロジェクタ。
5. 前記払拭動作に伴って前記レンズユニットの前面に付着したクリーニング液を乾燥させる送風手段を、更に備えていることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記制御手段による前記払拭動作を遠隔操作により行う遠隔操作手段を、更に備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプロジェクタ。

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