JP2010130608A - 投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塵埃の多い設置環境で使用可能な防塵特性に優れた投射型画像表示装置を実現する。
【解決手段】外部接続コネクター２５を実装し、スルーホールを有する回路基板２４と、画像信号を投射するための光学ブロック２１とを筺体に収納した投射型画像表示装置であって、外部接続コネクター２５の周囲を外側から覆うように背面カバー２６を配設し、背面カバー２６の内側に防塵カバーを備え、回路基板２４、背面カバー２６および防塵カバーにより密閉空間を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、投射型画像表示装置に関するものであり、特に塵埃条件の厳しい環境下において使用可能な多用途の装置に関するものである。

近年、投射型画像表示装置（以下、プロジェクターとも記す）の普及に伴って、企業の会議室など比較的空気が清浄な環境下で使用された従来の用途に加えて、屋内外の様々な場所で使用される事例が多くなっている。使用場所の範囲が拡大すると、使用環境が多様化することになり、温度、湿度、空気の清浄度などの条件が厳しくなる。このため、用途の拡大に伴って、プロジェクターの品質に関し、新たな課題が発生している。

特に、空気の清浄度の低い環境で使用した場合には、塵埃がプロジェクターの筺体内部に侵入し、光学系の機器や部品に付着するなどにより、プロジェクターの輝度が急激に低下する。これに対する措置として、プロジェクターの防塵対策が緊急かつ重要な技術的な課題となっている。

これに対する措置としては、従来、投射型画像表示装置における防塵対策として、開口部にエアーフィルタを配設するとともに、装置の内部に壁面部を配設して防塵空間を構成し、光学部品（プリズムユニット）を収納する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この事例では、防塵空間の隙間にクッション材を防塵手段として間挿している。

なお、回路基板に係わる防塵対策としては、ＩＣカード用プリント配線基板において、基板の貫通孔内をメッキで穴埋めして使用中に塵埃が基板の電子部品側に侵入することを防止する方法や、基板にシールドケースを取り付け、基板をシールドケースと金属ケースとで包囲することにより、埃の付着を防止する方法が開示されている（例えば、特許文献２、３参照）。
特開平１０−１８６５１３号公報 特開平１−１７１９９２号公報 特開平４−３７２２０５号公報

しかしながら、従来、開示されている措置では、塵埃の多い環境下での使用が要求される汎用プロジェクターの防塵対策として十分な効果を発揮することができない。特に、投射型表示装置において、装置内部の一部の領域に対して防塵対策を実施する従来の方法は、装置内部への塵埃の侵入を防止することができない。したがって、塵埃の多い環境で使用する場合には、回路基板その他の機器や部品に重大な影響をあたえることとなり、装置の機能低下、故障、耐久性低下などの原因となる。

以上の通り、投射型画像表示装置において、装置各部の防塵特性を明確にして、総合的な防塵措置を講じた事例は、従来、開示されていない。

本発明は、以上の課題を解決するものであり、装置各部の防塵特性を明確にしたうえで、総合的な防塵措置を講じることにより、室内外の多様な塵埃環境に設置可能な投射型画像表示装置を実現することを目的とする。

上述したような目的を達成するために、本発明の投射型画像表示装置は、外部接続コネクターを実装し、スルーホールを有する回路基板と、画像信号を投射するための光学部品とを筺体に収納した投射型画像表示装置であって、外部接続コネクターの周囲を外側から覆うようにコネクターカバーを配設し、コネクターカバーの内側に防塵カバーを備え、回路基板、コネクターカバーおよび防塵カバーにより密閉空間を構成することを特徴とする。

このような構成により、コネクターカバーと外部接続コネクターとの隙間や、外部接続コネクターのピン孔からの塵埃の進入を効果的に防ぐことができる。

また本発明の投射型画像表示装置では、回路基板と回路基板を覆う筺体の外装カバーとの間に、回路基板のスルーホール以外の貫通穴および回路基板とコネクターカバーとの間の隙間を塞ぐための弾力性を有する防塵シートをさらに備えてもよい。

このような構成により、部品取付け穴等の回路基板のスルーホール以外の貫通穴および回路基板とコネクターカバーとの間の隙間からの塵埃の進入を効果的に防ぐことができる。

また本発明の投射型画像表示装置では、回路基板の密閉空間の中に含まれるスルーホールを閉塞してもよい。

このような構成により、スルーホールからの塵埃の侵入を効果的に防ぐことができる。また、防塵シートはスルーホールを覆う必要がないので防塵シートの面積を小さくすることができる。

また本発明の投射型画像表示装置では、防塵カバーが樹脂材料により成形されてもよい。このような構成により、樹脂性の防塵カバーを使用することができ、防塵部材としての形状の最適化が容易になる。

また本発明の投射型画像表示装置では、回路基板の半田塗布用マスクにおいて、回路基板に配設されたスルーホール箇所を含めて半田塗布されるパターンを使用することにより、回路基板のスルーホールを閉塞してもよい。

このような構成により、回路基板の半田塗布用マスクを使用して回路基板のスルーホールを閉塞することが可能となる。したがって、簡単な方法でスルーホールの閉塞を実現することができる。

本発明による投射型画像表示装置によれば、塵埃侵入の可能性が高い外部接続コネクターの配設部を重点として総合的な防塵措置を講じることにより、投射型画像表示装置の耐候性を適切かつ効果的に高め、室内外の多様な塵埃環境に設置可能な利便性の高い投射型画像表示装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図１０を用いて説明する。

（実施の形態）
本発明の実施の形態における画像表示装置の基本構成および機能について、図１および図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における投射型画像表示装置（以下、本装置と略記する）１の外観を示す斜視図、図２は、本装置１の内部の主要な構成および配置を示す斜視図である。

本装置１は、筺体２の内部に投射型のプロジェクターユニット（図示せず：以下、プロジェクターと略記する）が収納されており、筺体２は、前面パネル３、外装カバー４、底板（図示せず）を備え、前面パネル３にはプロジェクターの投射窓５が、側面部には通気口６が、底面部には脚７がそれぞれ配設されている。プロジェクターは所定の投射距離において所定の寸法および所定の輝度で画像を投射可能であり、プロジェクターから出力された画像情報を投射窓５からスクリーン（図示せず）に投射することにより、画像を大画面で表示することができる。なお、プロジェクターにはパソコンなどの情報処理装置（図示せず）が接続されて、情報提供サービスに必要な情報を蓄積し、または通信回線を介して外部から情報を入手することができる。

つぎに、本装置１の内部の主要な構成について、図２および図３を用いて説明する。

図２に示すように、本装置１の筺体２の内部には、プロジェクターユニットとして、ランプ部２２、電源部２３、回路基板２４および回路基板２４の下部に配置された光学ブロック２１が収納されている。図３の点線２０が光学ブロック２１のエリアを示しており、このエリアには集光レンズ、プリズム、液晶表示素子および投射レンズ等の光学部品が含まれている。このエリアに塵埃が侵入すると、光学部品に付着するなどにより、プロジェクターの輝度が急激に低下するので、このエリアの防塵対策が特に重要となる。回路基板２４には外部接続コネクター（以下、コネクターと略記する）２５が実装されており、コネクター２５は本装置１の背面部に配置され、コネクターカバーである背面カバー２６により外装されている。また、本装置１では二つの通気経路が設けられており、光学ブロック２１およびランプ部２２を冷却する目的で、側面部に設けられた吸気口２７からファン（図示せず）により吸気Ａを行い、回路基板２４および底板との間を通り、他の側面部に設けられた排気口（図示せず）から排気Ｂを行う。電源部２３の冷却は、側面部に吸気口および排気口（いずれも図示せず）が設けられていて、吸気Ｃおよび排気Ｄを行う。なお、本装置１の吸気口２７には防塵フィルター（図示せず）が交換可能に設けられている。また、吸気Ｃを行う吸気口（図示せず）には空気抵抗を少なくして、できるだけ多量の空気を電源部２３に送り込んで冷却するために防塵フィルターは設けていない。その代わりに、仕切り板２８により光学ブロック２１への塵埃の進入を防いでいる。排気口は本装置１の動作時に塵埃を排出するため、必ずしも防塵フィルターを設ける必要はないが、排気口にも設けることにより、吸排気口の防塵対策をさらに確実にすることができる。なお、外装カバー４に設けられた吸排気口以外の開口部にはすべて防塵構造が施されている。

つぎに、本装置１の構成上の特徴である背面部における防塵対策について説明する。

図２において、本装置１の背面部には回路基板２４に実装されたコネクター２５が露出しており、背面カバー２６とコネクター２５との隙間Ｅから塵埃が侵入可能であるほか、コネクター２５のピン孔（図示せず）がスルーホール状の開口部となっており、Ｆ部からも塵埃の侵入が可能である。これに対して、本装置１では背面部からの塵埃の侵入防止を重要課題として位置づけており、背面部の防塵対策に構成上の特徴を備えている。

以下、本装置１の背面部における防塵対策について、図４〜図９を用いて説明する。

図４および図５は、回路基板ユニットの構成を示す斜視図である。図４に示すように、回路基板２４にはコネクター２５が実装されており、コネクター２５を外側から覆うように背面カバー２６が取り付けられている。図５は、図４から背面カバー２６を取り外した状態を示している。回路基板ユニットには背面カバー２６の内側に、防塵用外装部品として樹脂性の防塵カバー２９が配設されており、背面カバー２６、回路基板２４および防塵カバー２９により密閉空間を構成して塵埃の進入を防いでいる。また、回路基板２４には基板を貫通する多くのスルーホール３２を備えている。このスルーホール３２は、内周部に導体をメッキしており、回路基板２４の表裏を電気的に接続して部品実装面の裏面にも配線パターンを形成できるようにしたものである。回路基板２４の部品実装密度がさらに高くなると、部品実装面および裏面だけでは配線パターンの面積を確保できないため、回路基板２４を多層にし、内層に電源層、グランド層、および配線層を形成する。そして、スルーホール３２で層間を接続することにより回路基板２４に高密度な部品実装が可能となる。

図６は、回路基板ユニットの構成を示す斜視図であり、防塵カバー２９の形状を示している。この構成により、背面カバー２６とコネクター２５との隙間およびコネクター２５のピン孔から侵入する塵埃（図２：Ｅ、Ｆ）を防塵カバー２９によりブロックすることができる。しかしながら、図７に回路基板ユニットを上から見た図を示すように、回路基板２４にはスルーホール３２以外にコネクター２５や他の部品を取り付けるための部品取付け穴３３が空いている。また、回路基板２４と背面カバー２６との間には僅かながら隙間３４が存在している。そして、防塵カバー２９でブロックされた塵埃が取付け穴３３や隙間３４を通って回路基板２４の上側に侵入し、光学ブロック２１に到達する。そこで、本装置１ではさらに、図８に示すように回路基板２４と外装カバー４の天面との間に、弾力性を備えた防塵シート３０が備えられている。また、図９に示すように、回路基板２４と防塵カバー２９との間には両者の接合面に隙間が生じないように防塵部材３１が挿入されている。

これに加えて、本装置１では、回路基板２４に配設されたスルーホール３２のうち、少なくとも防塵カバー２９で囲まれた領域のスルーホールはすべて閉塞されている。これにより、スルーホールを閉塞しない場合に較べて防塵シート３０の面積を小さくでき、部品コストを下げることができる。

図１０に、回路基板２４のスルーホール３２を閉塞する方法を示す。本装置１では、回路基板２４を製造する半田塗布用マスク（以下、メタルマスクと略記する）において、回路基板２４に配設されたスルーホール箇所を含めて半田塗布されるパターンを使用することにより、回路基板２４のスルーホール３２を閉塞する。

図１０において、プリント配線基板４１に対して半田付けを行う場合、通常のメタルマスク４２を使用してスルーホールを形成する方法（図１０（ａ））に対して、本装置１ではスルーホール閉塞用のメタルマスク４３を使用する（図１０（ｂ））。例えば、プリント配線基板４１に配設されたスルーホール４４を閉塞するために、メタルマスク４３ではスルーホール４４に対応する位置に開口部４５を設け、閉塞したスルーホール４６を形成する。この方法より、メタルマスク４３を使用して回路基板２４において任意の位置に配設されたスルーホールを閉塞することが可能となり、簡単な方法でスルーホールの閉塞を実現することができる。

以上の通り、本装置１は、外装カバー４に配設された開口部に防塵フィルターを備えるほか、背面部において背面カバー２６の内側に防塵カバー２９を備え、回路基板２４と外装カバー４の天面との間に、弾力性を備えた防塵シート３０を配置し、回路基板２４のスルーホール３２のうち防塵カバー２９で囲まれた領域のスルーホールを閉塞する構成となっている。

このような構成により、本装置１の背面部のコネクター２５の実装部分に関する防塵対策を確実に実施することができ、コネクターの端子部のピン孔やコネクターと外装カバーとの隙間などコネクター配設部からの塵埃の侵入防止に効果を発揮することができる。これにより、総合的かつ効果的な防塵措置が可能となり、装置内部への塵埃の侵入を確実に防止することができ、室内外の多様な塵埃環境に設置可能な投射型画像表示装置を提供することができる。また、部品点数、作業工数、修理工数を削減することが可能となり、コスト面でも効果を発揮することができる。

なお、上記実施の形態では、コネクター２５は背面に配設されているとして説明したが、コネクター２５は背面でなく本装置１の側面などに配設しても構わない。

本発明による投射型画像表示装置によれば、防塵性能に優れた投射型画像表示装置を提供することができる。したがって、屋内外の塵埃の多い設置環境において使用する投射型画像表示装置として有用である。

本発明の実施の形態における投射型画像表示装置の外観を示す斜視図 同装置の内部の主要な構成および配置を示す斜視図 同装置の光学ブロックのエリアを示す斜視図 同装置の回路基板ユニットの構成を示す斜視図 同装置の回路基板ユニットの構成を示す斜視図 同装置の回路基板ユニットの構成を示す斜視図 同装置の回路基板ユニットを上から見た図 同装置の背面部における防塵構造を示す斜視図 同装置の背面部における防塵構造を示す斜視図 同装置の回路基板のスルーホールを閉塞する方法を示す説明図

符号の説明

１ 投射型画像表示装置（本装置）
２ 筺体
３ 前面パネル
４ 外装カバー
５ 投射窓
６ 通気口
７ 脚
２０ 光学ブロックエリア
２１ 光学ブロック
２２ ランプ部
２３ 電源部
２４，４１ 回路基板
２５ 外部接続コネクター（コネクター）
２６ 背面カバー（コネクターカバー）
２７ 吸気口
２８ 仕切り板
２９ 防塵カバー
３０ 防塵シート
３１ 防塵部材
３２，４４ スルーホール
３３ 部品取付け穴
３４ 隙間
４１ プリント配線基板
４２，４３ 半田塗布用マスク（メタルマスク）
４５ 半田塗布用開口部
４６ 閉塞されたスルーホール

Claims (5)

1. 外部接続コネクターを実装し、スルーホールを有する回路基板と、画像信号を投射するための光学部品とを筺体に収納した投射型画像表示装置であって、
   前記外部接続コネクターの周囲を外側から覆うようにコネクターカバーを配設し、前記コネクターカバーの内側に防塵カバーを備え、前記回路基板、前記コネクターカバーおよび前記防塵カバーにより密閉空間を構成することを特徴とする投射型画像表示装置。
2. 前記回路基板と前記回路基板を覆う前記筺体の外装カバーとの間に、前記回路基板の前記スルーホール以外の貫通穴および前記回路基板と前記コネクターカバーとの間の隙間を塞ぐための弾力性を有する防塵シートをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
3. 前記回路基板の前記密閉空間の中に含まれるスルーホールを閉塞することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投射型画像表示装置。
4. 前記防塵カバーが樹脂材料により成形されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の投射型画像表示装置。
5. 前記回路基板の半田塗布用マスクにおいて、前記回路基板に配設されたスルーホール箇所を含めて半田塗布されるパターンを使用することにより、前記回路基板のスルーホールを閉塞することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の投射型画像表示装置。

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