JP2012093557A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で不要輻射ノイズを抑制可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタは、画像表示素子と、外部信号を入力する外部入力インターフェースと、外部入力インターフェース４から入力された外部信号に基づいて画像表示素子を駆動する電気回路を実装した第１の基板及び第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間を電気的に接続する電気的接続部と、金属カバーに接地され、電気的接続部の位置を除いて第１の基板と第２の基板との間に配置されたシールド部材とを有し、第１の基板及び第２の基板はシールド部材に接地されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、不要輻射ノイズのシールド構造を備えたプロジェクタに関する。

近年、プロジェクタ（投影装置）では画像表示素子が高解像化し、それに伴い回路の処理速度の向上が強く求められている。ところが、回路の処理速度を高速化すると、回路を構成するＩＣや回路パターン自体から強い電磁波が放射される（不要輻射ノイズ）。このため、プロジェクタでは、回路基板に電気的に接地するとともに、電磁波である不要輻射ノイズを低減するためのシールド構造が構築される等、ＥＭＩ（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）対策が施されることが多い。

ところでプロジェクタでは、レイアウトの構成上、外部入力インターフェースから画像表示素子までの回路が複数の基板から構成される場合がある。このような構成では、高速信号が伝達される回路が別基板として分断されているため、各々の基板からの不要輻射ノイズの低減が問題となる。

特許文献１には、第１の基板と第２の基板を弾性部材により電気的に接続して不要輻射ノイズを低減させる技術が開示されている。また特許文献２には、インターフェース基板やドライブ基板を含む基板群をシールド部材によって覆う技術が開示されている。

特開２００６−３１７８３５号公報（図２） 特開２００３−０１７８６５号公報（図１０、１１）

しかしながら、特許文献１の構成では、各基板を電気的にグラウンド接続する接点が１点のみである。このため、不要ノイズによって発生する電流の流れが不均一になり、不要輻射ノイズが増大するおそれがある。また、特許文献２の構成では、高速信号が通信される基板同士が同一のシールドケース内に配置されている。このため、シールド部材で覆ったとしても不要輻射ノイズを十分に抑制することは困難である。

そこで本発明は、簡易な構成で不要輻射ノイズを抑制可能なプロジェクタを提供する。

本発明の一側面としてのプロジェクタは、画像表示素子と、外部信号を入力する外部入力インターフェースと、前記外部入力インターフェースから入力された前記外部信号に基づいて前記画像表示素子を駆動する電気回路を実装した第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間を電気的に接続する電気的接続部と、金属カバーに接地され、前記電気的接続部の位置を除いて前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置されたシールド部材とを有し、前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記シールド部材に接地されている。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、簡易な構成で不要輻射ノイズを抑制可能なプロジェクタを提供することができる。

実施例１におけるプロジェクタの要部を示す分解斜視図である。 実施例１におけるプロジェクタの要部を示す概略断面図である。 実施例１におけるプロジェクタの要部を示す概略断面図である。 実施例１におけるプロジェクタのシールド性能を評価したシミュレーション結果である。 実施例２におけるプロジェクタの要部を示す斜視図である。 実施例３におけるプロジェクタの要部を示す概略断面図である。 本実施例におけるプロジェクタの分解斜視図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図７を参照して、本発明の実施例におけるプロジェクタの概略構成について説明する。図７は、本実施例におけるプロジェクタ１００の分解斜視図である。図７において、１は光源を含む照明光学系ユニット、２は画像表示素子を含む色分離合成光学系ユニット、３は投射レンズ、及び、４は外部信号を入力する外部入力インターフェースである。５は、外部入力インターフェース４から入力された外部信号を画像処理して、画像表示素子を駆動する電気回路を実装した基板群である。６は、基板群５から放射される不要輻射ノイズを低減させるシールド部材である。以上の構成要素は、外装７、８、９、１０によってプロジェクタ１００の内部に収納されている。

次に、本発明の実施例１について説明する。図１は、本実施例におけるプロジェクタ１００の要部を示す分解斜視図である。図２及び図３は、図１の分解斜視図を組み立てた状態（不図示）の断面図であり、図２及び図３はそれぞれ、図１中のII−II面及びIII−III面で切断した断面図である（画像表示素子は省略されている）。

図１乃至図３において、５１は外部入力インターフェース４を実装した画像処理基板（第１の基板）である。画像処理基板５１は、外部入力インターフェース４から入力された外部信号を用いて画像信号を生成する。５２は、画像処理基板５１にて生成された画像信号に基づいて画像表示素子を駆動するドライブ基板（第２の基板）である。このように、第１の基板としての画像処理基板５１、及び、第２の基板としてのドライブ基板５２は、外部入力インターフェース４から入力された外部信号に基づいて画像表示素子を駆動する電気回路を実装している。本実施例において、画像処理基板５１とドライブ基板５２は互いに垂直に配置されている。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、これらの基板を互いに平行に配置してもよい。また、第１の基板及び第２の基板としては、それぞれ、画像処理基板及びドライブ基板に限定されるものではない。

６１は、画像処理基板５１（第１の基板）に対向配置されるように搭載（固定）されたシールド部材（第１の金属部材）である。６２は、ドライブ基板５２（第２の基板）に対向配置されるように搭載されたシールド部材（第２の金属部材）である。第１の基板及び第２の基板はシールド部材に接地されている。本実施例において、第１の基板としての画像処理基板５１はシールド部材６１に接地され、また、第２の基板としてのドライブ基板５２はシールド部材６２に接地されている。また、シールド部材６１、６２は、後述の金属カバーに接続（接地）され、後述の電気的接続部の位置を除いて画像処理基板５１とドライブ基板５２との間に配置されており、これらはビス等を用いて互いに固定されている。

６３は、画像処理基板５１と対向配置され、シールド部材６１に固定（接地）されることで画像処理基板５１を含むシールド空間Ａを形成するカバー（金属カバー）である。６４は、ドライブ基板５２と対向配置され、シールド部材６２に固定（接地）されることでドライブ基板５２を含むシールド空間Ｂを形成するカバー（金属カバー）である。このように、シールド部材６１、６２及びカバー６３、６４がそれぞれ接続（固定）され略箱型の構造体を構成することで、シールド空間Ａ、Ｂが形成される。

本実施例では、図１及び図３に示されるように、シールド部材６１の一方の端（図３中の左端）に段差部を有する仕切り壁６１ａが形成されている。画像処理基板５１は、仕切り壁６１ａの上に搭載され、仕切り壁６１ａにおいてビス等を用いてシールド部材６１に固定（接地）されている。また仕切り壁６１ａは、シールド部材６１の一部として構成されており、シールド部材６２及び、カバー６３、６４と電気的に接続（接地）されている。このため、仕切り壁６１ａにより、画像処理基板５１とドライブ基板５２との間を電磁的に分離することが可能である。なお本実施例では、仕切り壁６１ａは、シールド部材６１の一部で構成されているが、これに限定されるものではなく、別部材として又は他の部品の一部として構成してもよい。

図１乃至図３に示されるように、画像処理基板５１及びドライブ基板５２には、これらの基板の間を互いに電気的に接続する電気的接続部７１、７２が設けられている。本実施例において、電気的接続部７１、７２は、画像処理基板５１とドライブ基板５２との間を直接接続する基板対基板コネクタである。段差部を有する仕切り壁６１ａは電気的接続部７１、７２の近傍に形成されており、仕切り壁６１ａには基板間の接続を阻害しないように開口６１ｂが設けられている。本実施例において、画像処理基板５１は仕切り壁６１ａの段差部の上に搭載されている。そして、段差部においてビスを用いてシールド部材６１に接地されている。また、接地されたシールド部材６１に対して、シールド部材６２及びカバー６３、６４がビス等を用いて確実に電気導通がとられており、これらの部材によってシールド空間Ａ、Ｂが形成されている。

開口６１ｂは、電気的接続部７１、７２を挿入可能にするため、電気的接続部７１、７２よりも大きい。開口６１ｂは、基板間の干渉が実質的に影響しない程度に小さいことが望ましいが、本実施例は開口６１ｂの大きさ（開口６１ｂの縁の全長）に限定されない。また、開口６１ｂの縁の全長は、各基板の駆動周波数（波長）の整数倍とは異なる長さになっていることが望ましい。このような構成により、開口６１ｂの縁を流れる電流に対して、開口６１ｂの縁がループアンテナとなってノイズが放射されることをより効果的に抑制することができる。

図２及び図３に示されるように、画像処理基板５１及びドライブ基板５２をそれぞれ包含するシールド空間Ａ、Ｂは、実質的に互いに独立して形成されている。このような構成により、不要輻射ノイズによる基板間での相互干渉が効果的に抑制され、シールド空間Ａ、Ｂ内での電流の流れを抑制することができる。このため、不要輻射ノイズの放射を低減することが可能となる。更にシールド性能を高めたことで、ＥＭＩ対策部品点数を削減し、プロジェクタ１００の小型化を図ることができる。

図４は、プロジェクタ１００のシールド性能（不要輻射ノイズ）を評価したシミュレーション結果である。図４において、破線は、仕切り壁６１ａが配置されておらず、画像処理基板５１及びドライブ基板５２が同一のシールド空間に配置されている場合の結果を示す。また実線は、仕切り壁６１ａを配置した場合の結果を示す。横軸は、放射されるノイズの周波数を示し、縦軸は任意のパワーを持たせたノイズをシミュレーション上に定義した場合に放射されるエネルギーを示す。図４において、縦軸の値が小さいほど、シールド効果が高いことを意味する。図４中の円で囲んだ周波数（５５０〜７５０ＭＨｚ、７８０〜９５０ＭＨｚ）において、シールド効果が向上していることが確認できる。

本実施例において、電気的接続部７１、７２は、基板間を直接接続する基板対基板コネクタ（ＢｔｏＢコネクタ）で構成されている。本実施例の構成によれば、フレキシブル配線基板等を用いた接続に比べて、配線長を短くでき、インピーダンスも低くすることができるため、より効果的に不要輻射ノイズを抑制することが可能である。更に、基板対基板コネクタ（ＢｔｏＢコネクタ）の各々両脇を例えばビス固定による強固な接地をすることで、より効果的に不要輻射ノイズを抑制することが可能である。

また本実施例では、図１乃至図３に示されるように、外部入力インターフェース４から画像表示素子までの電気回路を、外部入力インターフェース４を含む画像処理基板５１と画像表示素子を駆動するドライブ基板５２の２つに分割した場合について説明した。一般的には、外部入力インターフェース、画像処理回路、及び、ドライブ回路と機能毎に電気回路を考えることが多いが、本実施例は電気回路の分割箇所に限定されるものではない。ただし、機能が区切られる位置で分割する方が、基板間を接続する信号線の本数を最小限に抑えることができ、不要輻射ノイズを抑制するにはより好ましい。

なお、カバー６３、６４は、本実施例において必須の構成ではない。カバー６３、６４を設けない場合でも、基板間の仕切り壁６１ａを含むシールド部材６１、６２を配置することで、不要輻射ノイズを効果的に抑制することができる。

次に、図５を参照して、本発明の実施例２について説明する。図５は、本実施例におけるプロジェクタ１００ａの要部を示す斜視図である。実施例１では、画像処理基板５１とドライブ基板５２との間を直接接続する基板対基板コネクタ（電気的接続部７１、７２）を用いた構成について説明した。本実施例では、フレキシブル配線基板やハーネス等の銅線を用いて画像処理基板５１とドライブ基板５２との間を接続する構成について説明する。なお、図５において、カバー６３は省略されている。

７３は、画像処理基板５１とドライブ基板５２との間を電気的に接続するフレキシブル配線基板（電気的接続部）である。フレキシブル配線基板７３は、互いに距離が離れた２つの基板（画像処理基板５１とドライブ基板５２）との間を電気的に接続できるというメリットがある。しかし一方では、実施例１で説明した基板対基板コネクタに比べて、インピーダンスが高いことや配線長が増すことから、不要輻射ノイズを発生しやすい。

このため、フレキシブル配線基板７２は、シールド部材６１（第１の金属部材）に沿うようにシールド部材６１に固定された状態で、画像処理基板５１とドライブ基板５２との間を接続することが好ましい。フレキシブル配線基板７３は、シールド部材６１の上の少なくとも一部において固定される。フレキシブル配線基板７２は、例えば、固定部材としての別部材を用いて強制的にシールド部材６１に接触させる。更に、例えばフレキシブル基板コネクタの各々両脇を例えばビス固定による強固な接地をすることで、より効果的に不要輻射ノイズを抑制することが可能である。このような構成により、配線のグラウンド（ＧＮＤ）が強化され、不要輻射ノイズの放射を更に効果的に抑制することができる。

なお、本実施例では、フレキシブル配線基板７２の代わりにハーネスを用いた場合も、同様の構成により不要輻射ノイズの放射を効果的に抑制することが可能である。

次に、図６を参照して、本発明の実施例３について説明する。図６は、本実施例におけるプロジェクタ１００ｂの要部を示す概略断面図である。図６（ａ）は、画像処理基板５０１とドライブ基板５０２との間を電気的に接続する電気的接続部７５、７６の位置における断面を示す。図６（ｂ）は、外部入力インターフェース基板５０３と画像処理基板５０１との間を電気的に接続する電気的接続部７７、７８の位置における断面を示す。実施例１、２では、画像処理基板５１（第１の基板）とドライブ基板５２（第２の基板）のように、電気回路を実装する基板が２分割された構成について説明した。本実施例では、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、電気回路を実装する基板が、画像処理基板５０１（第１の基板）、ドライブ基板５０２（第２の基板）、及び、外部入力インターフェース基板５０３（第３の基板）のように３分割された構成について説明する。

図６（ａ）において、６０１は外部入力インターフェース基板５０３の片側をシールドするシールド部材（ＩＦ板）、６０２は外部入力インターフェース基板５０３と画像処理基板５０１との間を仕切るシールド部材である。また、６０３は画像処理基板５０１とドライブ基板５０２との間を仕切るシールド部材、６０４はドライブ基板５０２を含むようにシールド部材６０３とともに略箱型のケースを構成するシールドカバーである。

このように本実施例では、画像処理基板５０１とドライブ基板５０２との間は、シールド部材６０３で分離されている。また、画像処理基板５０１及びドライブ基板５０２のそれぞれに設けられた電気的接続部７５、７６の位置において、シールド部材６０３（仕切り壁）には開口６００ａが形成されている（図６（ａ））。このため、電気的接続部７５、７６は開口６００ａに挿入できるように構成されている。同様に、外部入力インターフェース基板５０３と画像処理基板５０１との間はシールド部材６０２で分離されている。また、外部入力インターフェース基板５０３と画像処理基板５０１のそれぞれに設けられた電気的接続部７７、７８の位置において、シールド部材６０２（仕切り壁）には開口６００ｂが形成されている（図６（ｂ））。このため、電気的接続部７７、７８は開口６００ｂに挿入できるように構成されている。以上の構成により、本実施例のプロジェクタ１００ｂは、シールド空間Ａ、Ｂ、Ｃが形成される。

シールド部材６０２、６０３（仕切り壁）は、シールドケースを構成する他部材、例えばシールド部材６０１やシールドカバー６０４にビス等を用いて電気的に接続され、シールド部材６０２、６０３を含んだシールドケース全体として接地される。本実施例のような構成でも、実施例１、２と同様のシールド効果を得ることができる。

また、開口６００ａ、６００ｂは電気的接続部７５、７６、７７、７８よりも大きいが、基板間の干渉が問題にならない程度に小さいことが好ましい。ただし、本実施例は開口６００ａ、６００ｂの大きさに限定されるものではない。また、開口６００ａ、６００ｂの縁の全長は、各基板の駆動周波数（波長）の整数倍とは異なる長さになっていることが望ましい。このような構成により、開口６００ａ、６００ｂの縁を流れる電流に対して、開口６００ａ、６００ｂの縁がループアンテナとなってノイズが放射されることをより効果的に抑制することができる。

上記各実施例によれば、複数の基板の間にシールド部材を配置することで、付加的なシールドケースやＥＭＩ対策部品が不要となり、簡易な構成で、基板に実装された電気回路（ＩＣや回路自体等）から放射される不要輻射ノイズを効果的に抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

２ 色分解合成光学系ユニット（画像表示素子）
４ 外部入力インターフェース
５１ 画像処理基板
５２ ドライブ基板
７１、７２ 電気的接続部
６１、６２ シールド部材
６３、６４ カバー
６１ａ 仕切り壁
１００ プロジェクタ

Claims (6)

1. 画像表示素子と、
   外部信号を入力する外部入力インターフェースと、
   前記外部入力インターフェースから入力された前記外部信号に基づいて前記画像表示素子を駆動する電気回路を実装した第１の基板及び第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間を電気的に接続する電気的接続部と、
   金属カバーに接地され、前記電気的接続部の位置を除いて前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置されたシールド部材と、を有し、
   前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記シールド部材に接地されていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記第１の基板は、前記外部入力インターフェースから入力された前記外部信号を用いて画像信号を生成する画像処理基板であり、
   前記第２の基板は、前記画像処理基板にて生成された前記画像信号に基づいて前記画像表示素子を駆動するドライブ基板であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記シールド部材は、前記第１の基板を搭載して前記金属カバーに接地された第１の金属部材、及び、前記第２の基板を搭載して該第１の金属部材に固定された第２の金属部材を備えて構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
4. 前記電気的接続部は、前記第１の基板と前記第２の基板との間を直接接続する基板対基板コネクタであり、
   前記第１の金属部材は、前記基板対基板コネクタの近傍に形成された段差部を有し、
   前記第１の基板は、前記段差部の上に搭載され、該段差部においてビスを用いて前記第１の金属部材に接地されていることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記電気的接続部は、前記第１の金属部材に沿うように該第１の金属部材に固定された状態で、前記第１の基板と前記第２の基板との間を接続するフレキシブル配線基板又はハーネスであることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
6. 前記第１の基板と前記第２の基板は、互いに垂直に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプロジェクタ。