JP3888462B2 - 画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を投射してスクリーン等に表示する画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、パソコンやビデオカメラ等からの画像データを基に、ランプから出射される光を用いて画像形成素子により画像を形成し、その画像をスクリーン等に投射して表示させる画像表示プロジェクタが知られている。このような画像表示プロジェクタは、カラー画像を投射するために、ランプから出射される光を配色する配色装置を備えている。いわゆる単板式と呼ばれる1つの画像形成素子を用いてカラー画像を形成するタイプの画像表示プロジェクタでは、配色装置は、カラーホールを用いたものが採用されている。
【0003】
カラーホイールを用いた配色装置を図7(a)(b)に示す。配色装置70は、カラーホイール71が受け台72と押さえ板73とにより挟持されている。カラーホイール71は、赤、緑、青、白(透明)の4枚のカラーフィルタ71a,71b,71c,71dが円周方向に沿って配列された構成となっている。受け台72は、モータ74に取り付けられている。カラーホイール71は、受け台72がモータ74により回転されることにより、円周方向に回転する。配色装置70は、ランプと画像形成素子との間に配置され、ランプから出射された光を回転しているカラーホイール71に透過させることにより、ランプから出射された光を時系列的に配色する。
【0004】
また、配色装置70は、バランス調整部材75が押さえ板73に取り付けられている。配色装置70は、カラーホイール71を高速で回転させるため、カラーホイール71のバランスが悪いと、耳障りな風音(ノイズ)を発生してしまうと共に、機械的な振動を生じて寿命が短くなってしまう。バランス調整部材75は、これらの問題を生じないようにバランスを調整するためのものであり、金属から成っており、表面が平坦な円板状をしている。
【0005】
カラーホイール71のバランス調整は、例えばカラーホイール71の回転時の振動を振動測定機により測定してバランス調整点及びバランス調整量を検出し、このバランス調整点及びバランス調整量に応じて、バランス調整部材75に穴76を開けることにより(図7(a)参照)、又は、バランス調整部材75に接着物77を貼り付けることにより(図7(b)参照)、行われる。一般には、カラーホイール71の回転時の振動を測定してバランス調整点及びバランス調整量を検出する作業と、バランス調整部材75に穴76を開ける作業又は接着物77を貼り付ける作業が何回か繰り返される。
【0006】
また、カラーホイール駆動用のモータに関し、カラーホイールの装着固定後に、カラーホイールを装着固定するクランパの表面とホイールハブの表面にパテを塗布して、パテをUV硬化又は熱硬化させてアンバランスを修正するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
また、プロジェクター等において使用される高速回転される光学フィルタ装置に関し、透明基板の保持強度不足に起因する高速回転による透明基板の重量バランスの変化を防止するために、ハブと透明基板とが当接する面を粗面に形成して、ハブと透明基板との摩擦力を増大させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−58225号公報
(段落0033、段落0038)
【特許文献2】
特開2002−372657号公報
(段落0003、段落0013〜0015)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来のカラーホイールのバランス取り構造においては、バランス調整部材75に穴76を開ける場合には、ボール盤等の特殊な装置が必要であり、配色装置70をボール盤等にセットする作業、バランス調整部材75に穴76を開ける作業、及び配色装置70をボール盤等から取外す作業も必要である。また、バランス調整部材75に接着物77を貼り付ける場合には、接着物77を必要な大きさに切り取る作業、切り取った接着物77に接着剤を塗布する作業、及び接着物77をバランス調整部材75に貼り付ける作業を行わなければならず、さらに接着剤が乾燥して接着物77がバランス調整部材75に固定されるまでに時間を要してしまう。
【0010】
また、これらの作業は、バランスが取れるまで、カラーホイール71の回転時の振動を測定してバランス調整点及びバランス調整量を検出する都度、何回か繰り返されることになる。このように、従来のカラーホイールのバランス取り構造においては、ボール盤等の特殊な装置が必要であると共に、バランスを調整する作業の作業性が悪かった。
【0011】
また、上述した特許文献1に記載の構成においては、適量のパテを取り分ける作業、パテを塗布する作業、及び塗布したパテを硬化させる作業が必要であるため、作業性が悪かった。また、上述した特許文献2に記載の構成においては、透明基板がバランスの悪い状態に組み立てられた場合に、そのバランスを調整することについては開示されていない。
【0012】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、カラーホイールを保持する部材に切除可能なバランス調整用リブを設けることにより、特殊な装置を必要とせずに、汎用の工具を用いて作業性よく容易にバランス調整作業が行える画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、光源と、光源から出射される光を配色するための複数のカラーフィルタが円周方向に沿って配列されるカラーホイールと、カラーホイールの中心を保持して該カラーホイールをモータの駆動力によりモータの回転軸を中心として回転させるカラーホイール保持部材と、カラーホイールにより配色された光を用いて画像を形成する画像形成素子とを備え、カラーホイール保持部材は、モータの回転軸に連結される受け台と、この受け台との間でカラーホイールを挟持する押さえ板とを有する画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造において、押さえ板の受け台と反対側の面にプラスチックにより押さえ板と一体に形成された切除可能な複数のバランス調整用リブと、バランス調整用リブの各々と押さえ板との間に空間を形成するように押さえ板の外周縁に臨んで円周方向に分散して設けられた複数の凹所とを備え、複数のバランス調整用リブの各々は、凹所に対応して円周方向に分散し、かつ、カラーホイールの中心に対して放射方向に延びるように配列されており、カラーホイールの中心側が押さえ板に繋がった固定端とされていると共に外周側が自由端とされているものである。
【0014】
この構成においては、プラスチックから成る切除可能な複数のバランス調整用リブが押さえ板に設けられているため、例えばニッパー等の汎用の切除工具を用いて、バランス調整用リブを切除することにより、カラーホイールのバランスを調整できる。また、バランス調整用リブは、カラーホイールの中心に対して放射方向に延び、カラーホイールの中心側が押さえ板に繋がった固定端とされていると共に外周側が自由端とされているため、バランス調整用リブをカラーホイールの外周側から必要な量だけ容易に切除できる。さらに、バランス調整用リブと押さえ板との間に空間を形成するように凹所が設けられ、この凹所が押さえ板の外周縁に臨んでいるため、ニッパー等の切除工具を押さえ板の外周縁側から凹所に挿入して、外周側からバランス調整用リブを容易に切除できる。
【0015】
請求項2の発明は、光源と、光源から出射される光を配色するための複数のカラーフィルタが円周方向に沿って配列されるカラーホイールと、カラーホイールの中心を保持して該カラーホイールをモータの駆動力によりモータの回転軸を中心として回転させるカラーホイール保持部材と、カラーホイールにより配色された光を用いて画像を形成する画像形成素子とを備える画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造において、カラーホイール保持部材は、切除可能なバランス調整用リブを備え、バランス調整用リブは、カラーホイールの中心に対して放射方向に延びており、カラーホイールの中心側が固定端とされていると共に外周側が自由端とされているものである。
【0016】
この構成においては、切除可能なバランス調整用リブがカラーホイール保持部材に設けられているため、例えばニッパー等の汎用の切除工具を用いて、バランス調整用リブを切除することにより、カラーホイールのバランスを調整できる。また、バランス調整用リブは、カラーホイールの中心に対して放射方向に延び、カラーホイールの中心側が固定端とされていると共に外周側が自由端とされているため、バランス調整用リブをカラーホイールの外周側から必要な量だけ容易に切除できる。
【0017】
請求項3の発明は、請求項2に記載の画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造において、カラーホイール保持部材は、モータの回転軸に連結される受け台と、この受け台との間でカラーホイールを挟持する押さえ板とを有し、バランス調整用リブは、押さえ板の受け台と反対側の面に円周方向に分散して複数設けられており、各々のバランス調整用リブは、カラーホイールの中心に対して放射方向に延びており、カラーホイールの中心側が押さえ板に繋がった固定端とされていると共に外周側が自由端とされているものである。
【0018】
この構成においては、バランス調整用リブは、カラーホイールの中心に対して放射方向に延び、カラーホイールの中心側が押さえ板に繋がった固定端とされていると共に外周側が自由端とされているため、バランス調整用リブをカラーホイールの外周側から必要な量だけ容易に切除できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。図1において、画像表示プロジェクタ100は、パソコンやビデオカメラ等から入力される画像信号を基に、内蔵の画像形成素子を用いて画像を形成し、その画像をスクリーンや壁面等に投射表示する装置である。
【0020】
この画像表示プロジェクタ100は、外装ケース1の前面に投射レンズ2を備えており、画像形成素子で形成した画像をこの投射レンズ2から投射するようになっている。また、画像表示プロジェクタ100は、外装ケース1の内部に、画像を形成して投射レンズ2から投射させるための画像投射光学系を備えている。
【0021】
次に、上記画像投射光学系について説明する。図2において、画像投射光学系10は、上述の投射レンズ2に加え、光源であるランプ3と、レンズ4と、カラーホイール5を有する配色装置6と、レンズ7と、画像形成素子であるDLP(デジタル・ライティング・プロセッサ)8とを備えている。
【0022】
ランプ3は、画像投射用の光を出射し、レンズ4は、ランプ3から出射された光を配色装置6のカラーホイール5に照射する。配色装置6は、レンズ4から照射される光をカラーホイール5により配色する。配色装置6の構成の詳細については後述する。レンズ7は、配色装置6により配色された光をDLP8に照射する。DLP8は、多数のマイクロミラーがマトリックス状に配列されて画像形成面が構成されており、各マイクロミラーの角度が制御部(不図示)からの信号により制御されることにより、照射される光を反射して画像を形成する。投射レンズ2は、DLP8の画像形成面からの反射光すなわちDLP8で形成された画像を例えばスクリーン9に投射する。
【0023】
次に、上記配色装置6について説明する。図3乃至図5において、配色装置6は、上述のカラーホイール5に加え、受け台30と、押さえ板40と、モータ50とを備えている。受け台30及び押さえ板40によりカラーホイール保持部材が構成されている。配色装置6は、受け台30と押さえ板40とによりカラーホイール5を挟持し、モータ50により受け台30及び押さえ板40と共にカラーホイール5を回転するようになっている。
【0024】
カラーホイール5は、ランプ3から出射される光を配色するためのものであり、円環状をしており、赤、緑、青、白(透明)の4枚のガラス製のカラーフィルタ5a,5b,5c,5dを備えている。カラーフィルタ5a,5b,5c,5dは各々略扇形状をしており、カラーフィルタ5a,5b,5c,5dが円周方向に沿って配列されることにより、円環状のカラーホイール5が構成される。
【0025】
受け台30は、モータ50の回転軸51に連結されており、円柱状の凸部31と、円環状の凹部32と、ネジ孔33とを備えている。凸部31の中心軸と凹部32の中心軸とは一致しており、受け台30は、凸部31及び凹部32の中心軸がモータ50の回転軸51と同軸となるように回転軸51に連結されている。従って、受け台30は、凸部31及び凹部32の中心軸が回転中心となって、モータ50により回転される。
【0026】
押さえ板40は、プラスチックにより構成されており、開口部41と、6個のバランス調整用リブ42a〜42fと、6個の凹所43a〜43fと、ネジ溝43とを備えている。バランス調整用リブ42a〜42f及び凹所43a〜43fが、カラーホイール5のバランスを調整するためのバランス取り構造を構成している。
【0027】
押さえ板40は、開口部41を受け台30の凸部31に嵌合した状態で、ネジ60をネジ溝44を介して受け台30のネジ孔33に螺合することにより、受け台30に固定される。また、押さえ板40は、受け台30に固定されることにより、カラーホイール5を受け台30との間で挟持した状態に保持する。なお、押さえ板40は、受け台30に固定したとき、押さえ板40の中心軸が受け台30の凸部31及び凹部32の中心軸と同軸になるように(従ってモータ50の回転軸51と同軸になるように)、予め設計されている。すなわち、押さえ板40は、押さえ板40の中心軸が回転中心となって、受け台30と共に回転するように設計されている。
【0028】
ここで、上記カラーホイール5の組立て及び保持方法について説明する。まず、受け台30の凹部32に接着剤を塗布して、カラーフィルタ5a,5b,5c,5dを円周方向に沿って配列した状態に凹部32に接着する。次に、押さえ板40の裏面(受け台30側の面)に接着剤を塗布し、押さえ板40の開口部41を受け台30の凸部31に嵌合して、ネジ60により押さえ板40を受け台30にネジ止めする。これにより、カラーフィルタ5a,5b,5c,5dは、カラーホイール5として組立てられると共に、組立てられたカラーホイール5は、押さえ板40と受け台30との間で挟持された状態に保持される。
【0029】
なお、カラーホイール5は、カラーフィルタ5a,5b,5c,5dを受け台30の凹部32に配置したときに、カラーホイール5の中心軸が凹部32の中心軸と同軸になる(従ってモータ50の回転軸51と同軸になる)と共に、カラーホイール5の重心がカラーホイール5の中心軸上に位置するように、予め設計されている。すなわち、カラーホイール5は、カラーホイール5の中心軸及び重心位置が回転中心となって、受け台30と共に回転するように設計されている。
【0030】
次に、上記バランス調整用リブ42a〜42f及び凹所43a〜43fから成るバランス取り構造について説明する。カラーホイール5は、上述したように、カラーホイールの中心軸及び重心位置が回転中心となってモータ50により回転されるように設計されている。ところが、カラーホイール5は、カラーフィルタ5a,5b,5c,5dの設計誤差や、カラーフィルタ5a,5b,5c,5dを受け台30の凹部32へ取り付けるときの取り付け誤差等により、重心位置が中心軸上に位置しなかったり、中心軸が回転中心と一致しない状態、すなわちバランスの取れていない状態に組立てられる場合がある。バランス取り構造は、このようにカラーホイール5がバランスの取れていない状態に組立てられた場合に、バランスの取れている状態に調整するための構造である。
【0031】
バランス調整用リブ42a〜42fは、カラーホイール5のバランスを調整するために切除されるものであり、押さえ板40の表面側(受け台30と反対側)の面に設けられており、プラスチックにより押さえ板40と一体に形成されている。また、バランス調整用リブ42a〜42fは、押さえ板40の中心軸に対して点対称に円周方向に分散して配置されている。バランス調整用リブ42a〜42fの各々は、同一の形状をしており、押さえ板40の中心軸(従ってカラーホイールの回転中心)に対して放射方向に伸びている。
【0032】
凹所43a〜43fは、バランス調整用リブ42a〜42fを切除する工具が挿入される箇所であり、バランス調整用リブ42a〜42fに対応して、円周方向に分散して設けられている。凹所43a〜43fの各々は、同一の形状をしており、バランス調整用リブ42a〜42fの各々と押さえ板40との間に空間を形成している。また、凹所43a〜43fの各々は、押さえ板40の外周縁に臨んでおり、バランス調整用リブ42a〜42fと押さえ板40との間に形成される空間は、押さえ板40の外周縁に開放されている。すなわち、バランス調整用リブ42a〜42fの各々は、中心側が押さえ板40に繋がった固定端とされると共に外周側が自由端とされており、外周側から切除可能とされている。
【0033】
カラーホイール5のバランス調整は、配色装置6を組み立てた状態で行われ、例えばカラーホイール5の回転時の振動を振動測定機により測定してバランス調整点及びバランス調整量を検出し、このバランス調整点及びバランス調整量に応じて、バランス調整用リブ42a〜42fを外周側から必要な量だけ切除することにより行われる。バランス調整用リブ42a〜42fは、例えばニッパー等の汎用の切除工具を用いて、切除工具を押さえ板40の外周縁側から凹所43a〜43fに挿入して、外周縁側から切除される。バランス調整用リブ42a〜42fの切除例(バランス調整例)を図6に示す。図示の例では、バランス調整用リブ42aがおよそ半分の長さに切除されている。
【0034】
このようなバランス取り構造によれば、切除可能な複数のバランス調整用リブ42a〜42fが押さえ板40に設けられているため、バランス調整用リブ42a〜42fを切除するだけで、容易にカラーホイール5のバランスを調整できる。また、バランス調整用リブ42a〜42fがカラーホイール5の中心に対して放射方向に延びているため、バランス調整用リブ42a〜42fをカラーホイール5の外周側から中心に向かって切除することができ、これにより、バランス調整用リブ42a〜42fを必要な量だけ切除することが容易に行える。さらに、バランス調整用リブ42a〜42fと押さえ板40との間に空間を形成するように凹所43a〜43fが設けられ、この凹所43a〜43fが押さえ板40の外周縁に臨んでいるため、ニッパー等の汎用の切除工具を押さえ板40の外周縁側から凹所43a〜43fに挿入して、バランス調整用リブ42a〜42fを外周側から容易に切除できる。
【0035】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、バランス調整用リブは、プラスチックに限らず、アルミニウムや真鍮により形成されていてもよい。また、バランス調整用リブは、必ずしも放射状に延びている必要はない。バランス調整用リブの個数は、6個に限らず、1個や2個、又は7個以上であってもよい。凹所は、必ずしも設ける必要はない。カラーホイールは、赤、緑、青、白(透明)の4枚の扇形状のカラーフィルタを円環状に組み立てるものに限らず、1枚の円環状の部材の円周方向に赤、緑、青、白(透明)のカラーフィルタ領域を形成したものであってもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明によれば、プラスチックにより押さえ板と一体に形成された複数のバランス調整用リブを備えるため、ニッパー等の汎用の切除工具を用いてバランスを調整することができ、これにより、ボール盤等の特殊な装置を必要としない。また、バランス調整作業はバランス調整用リブを切除するだけでよく、これにより、バランス調整の作業性が向上する。さらに、バランス調整用リブの各々は、カラーホイールの中心に対して放射方向に延び、カラーホイールの中心側が押さえ板に繋がった固定端とされていると共に外周側が自由端とされているため、必要な量だけを切除し易く、これにより、バランス調整の作業性が一層向上する。しかも、バランス調整用リブと押さえ板との間に押さえ板の外周縁に臨む凹所を備えるため、バランス調整用リブを外周側から容易に切除することができ、これにより、バランス調整の作業性が一層向上する。
【0037】
請求項2の発明によれば、カラーホイール保持部材が切除可能なバランス調整用リブを備えるため、ニッパー等の汎用の切除工具を用いてバランスを調整することができ、これにより、ボール盤等の特殊な装置を必要としない。また、バランス調整作業はバランス調整用リブを切除するだけでよく、これにより、バランス調整の作業性が向上する。さらに、バランス調整用リブは、カラーホイールの中心に対して放射方向に延び、カラーホイールの中心側が固定端とされていると共に外周側が自由端とされているため、必要な量だけを切除し易く、これにより、バランス調整の作業性が一層向上する。
【0038】
請求項3の発明によれば、バランス調整用リブは、カラーホイールの中心に対して放射方向に延び、カラーホイールの中心側が押さえ板に繋がった固定端とされていると共に外周側が自由端とされているため、必要な量だけを切除し易く、これにより、バランス調整の作業性が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る画像表示プロジェクタの概略構成を示す斜視図。
【図2】 同プロジェクタの画像投射光学系を示す斜視図。
【図3】 同プロジェクタのカラーホイールを有する配色装置の構成を示す斜視図。
【図4】 同配色装置の構成を示す図5のA−A断面図。
【図5】 同配色装置の構成を示す分解斜視図。
【図6】 同配色装置のバランス調整例を示す斜視図。
【図7】 (a)は従来のカラーホイールを有する配色装置のバランス調整例を示す斜視図、(b)は同別のバランス調整例を示す斜視図。
【符号の説明】
1 外装ケース
2 投射レンズ
3 ランプ(光源)
5 カラーホイール
5a,5b,5c,5d カラーフィルタ
6 配色装置
8 DLP(画像形成素子)
30 受け台(カラーホイール保持部材)
31 凸部
32 凹部
40 押さえ板(カラーホイール保持部材)
41 開口部
42a〜42f バランス調整用リブ
43a〜43f 凹所
50 モータ
51 回転軸
100 画像表示プロジェクタ
Claims (3)
- 光源と、前記光源から出射される光を配色するための複数のカラーフィルタが円周方向に沿って配列されるカラーホイールと、前記カラーホイールの中心を保持して該カラーホイールをモータの駆動力によりモータの回転軸を中心として回転させるカラーホイール保持部材と、前記カラーホイールにより配色された光を用いて画像を形成する画像形成素子とを備え、前記カラーホイール保持部材は、前記モータの回転軸に連結される受け台と、この受け台との間で前記カラーホイールを挟持する押さえ板とを有する画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造において、
前記押さえ板の前記受け台と反対側の面にプラスチックにより前記押さえ板と一体に形成された切除可能な複数のバランス調整用リブと、
前記バランス調整用リブの各々と前記押さえ板との間に空間を形成するように前記押さえ板の外周縁に臨んで円周方向に分散して設けられた複数の凹所とを備え、
前記複数のバランス調整用リブの各々は、前記凹所に対応して円周方向に分散し、かつ、前記カラーホイールの中心に対して放射方向に延びるように配列されており、前記カラーホイールの中心側が前記押さえ板に繋がった固定端とされていると共に外周側が自由端とされていることを特徴とする画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造。 - 光源と、前記光源から出射される光を配色するための複数のカラーフィルタが円周方向に沿って配列されるカラーホイールと、前記カラーホイールの中心を保持して該カラーホイールをモータの駆動力によりモータの回転軸を中心として回転させるカラーホイール保持部材と、前記カラーホイールにより配色された光を用いて画像を形成する画像形成素子とを備える画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造において、
前記カラーホイール保持部材は、切除可能なバランス調整用リブを備え、
前記バランス調整用リブは、前記カラーホイールの中心に対して放射方向に延びており、前記カラーホイールの中心側が固定端とされていると共に外周側が自由端とされていることを特徴とする画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造。 - 前記カラーホイール保持部材は、前記モータの回転軸に連結される受け台と、この受け台との間で前記カラーホイールを挟持する押さえ板とを有し、
前記バランス調整用リブは、前記押さえ板の前記受け台と反対側の面に円周方向に分散して複数設けられており、各々のバランス調整用リブは、前記カラーホイールの中心に対して放射方向に延びており、前記カラーホイールの中心側が前記押さえ板に繋がった固定端とされていると共に外周側が自由端とされていることを特徴とする請求項2に記載の画像表示プロジェクタのカラーホイールバランス取り構造。
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