JP4265702B2 - 映像投写装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液晶パネル等の表示デバイスに光を照射することによって表示デバイスに表示された映像をスクリーン上に投写する映像投写装置に関するものであり、特に、映像投写装置のランプ交換機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
背面投写型プロジェクターには、複数台のコアユニットを上下左右に並べて複数枚のスクリーン部からなる１つの大型スクリーンを構成するマルチビジョン型のものがある。各コアユニットの中には、映像投写装置が装備されており、映像投写装置のそれぞれが、表示デバイスにランプからの光を照射することによって表示デバイスに表示された映像をコアユニットのスクリーン部に投写している。このような映像投写装置の光源として使用されるランプは、高圧水銀灯等の高輝度ランプであり、その寿命は比較的短いので、ランプ交換作業を頻繁に行う必要がある。このため、ランプの自動交換機構を備えたプロジェクターが、例えば、特開平５−３１３１１５号公報において提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示されたプロジェクターのランプ自動交換機構は、複数のランプを備えた円盤状の支持部材を回転させてランプを切り替えるものであるため、映像投写装置の外形が大きくなり、結果的に映像投写装置を装備したプロジェクターの奥行きが増大するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記したような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、光源部の交換機構を備えた小型の映像投写装置を提供することにある。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、光源部の照射位置精度を向上させることができる映像投写装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明のさらに他の目的は、光源部を手動でも移動させることができる映像投写装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の映像投写装置は、映像形成部に光を照射することによって上記映像形成部に表示された映像をスクリーン上に投写する装置であって、上記映像形成部を照射する光を発する第１の光源部と、上記映像形成部を照射する光を発する第２の光源部と、上記第１の光源部を移動可能に支持する第１のレールと、上記第２の光源部を移動可能に支持する第２のレールと、上記第１の光源部を上記第１のレールに沿って第１の待機位置又は上記映像形成部に光を照射する照射位置に移動させる第１の駆動機構と、上記第２の光源部を上記第２のレールに沿って第２の待機位置又は上記照射位置に移動させる第２の駆動機構と、上記第１の駆動機構及び上記第２の駆動機構の動作、及び、上記第１の光源部及び上記第２の光源部の点灯及び消灯を制御する制御手段とを有し、上記第１の光源部及び上記第２の光源部側において上記第１のレールと上記第２のレールとがなす角度が１８０°より小さいことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２の映像投写装置は、上記請求項１の装置において、上記第１のレールと上記第２のレールとの組み合わせがＬ字型になるよう、上記第１のレールと上記第２のレールとを配置したことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３の映像投写装置は、上記請求項１又は２のいずれか一つに記載の装置において、上記第１の駆動機構が、第１のモータと、上記第１のモータの回転軸に固定された第１のウォームギヤと、上記第１の光源部に固定された第１のラックギヤと、上記第１のウォームギヤからの駆動力を上記第１のラックギヤに伝達する第１の伝達ギヤとを有し、上記第２の駆動機構が、第２のモータと、上記第２のモータの回転軸に固定された第２のウォームギヤと、上記第２の光源部に固定された第２のラックギヤと、上記第２のウォームギヤからの駆動力を上記第２のラックギヤに伝達する第２の伝達ギヤとを有することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４の映像投写装置は、上記請求項１又は２のいずれか一つに記載の装置において、上記第１の駆動機構が、第１のモータと、上記第１の光源部に固定された第１のラックギヤと、上記第１のモータの駆動力を上記第１のラックギヤに伝達する第１の伝達ギヤ群と、上記第１の伝達ギヤ群内に備えられ、所定の大きさを超えるトルクがかかったときに上記第１のモータの駆動力を上記第１のラックギヤに伝えない第１のスリップ機構とを有し、上記第２の駆動機構が、第２のモータと、上記第２の光源部に固定された第２のラックギヤと、上記第２のモータの駆動力を上記第２のラックギヤに伝達する第２の伝達ギヤ群と、上記第２の伝達ギヤ群内に備えられ、所定の大きさを超えるトルクがかかったときに上記第２のモータの駆動力を上記第２のラックギヤに伝えない第２のスリップ機構とを有することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５の映像投写装置は、請求項１から４までのいずれか一つに記載の装置において、上記第１の光源部が上記第１のレールに沿って上記照射位置に向けて移動したときに、上記第１の光源部が当接する第１の停止用固定部材と、上記第２の光源部が上記第２のレールに沿って上記照射位置に向けて移動したときに、上記第２の光源部が当接する第２の停止用固定部材とを有することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６の映像投写装置は、請求項５に記載の装置において、上記第１の光源部が上記照射位置近傍に到達したことを検出する第１の位置検出手段と、上記第２の光源部が上記照射位置近傍に到達したことを検出する第２の位置検出手段とを有し、上記第１の位置検出手段により上記第１の光源部の上記照射位置近傍への到達が検出されたときに、上記第１の駆動手段の動作を停止させ、上記第２の位置検出手段により上記第２の光源部の上記照射位置近傍への到達が検出されたときに、上記第２の駆動手段の動作を停止させることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態による映像投写装置１００の制御系の構成を示すブロック図である。また、図２は、図１の映像投写装置１００の内部構造を概略的に示す斜視図、図３は、図２を垂直面で切り矢印Ｓ3方向に見た概略的な断面図である。また、図４は、図２に示されるレールの形状を示す斜視図、図５は、図２に示される伝達ギヤに備えられたスリップ機構を示す分解斜視図である。また、図６は、本実施の形態の映像投写装置１００の光学系を示す構成図である。さらに、図７は、複数台のコアユニット２を上下左右に並べて複数枚のスクリーン部２ａからなる１つの大型スクリーンを構成するマルチビジョン型の背面投写型プロジェクターであって、各コアユニット２に本実施の形態の映像投写装置１００が組み込まれたものを示す縦断面図である。
【００１７】
図に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、スクリーン（図６及び図７に示されるスクリーン部２ａ）に投写される映像を表示する表示デバイス３（図１及び図６に示す。）と、この表示デバイス３を駆動させる表示デバイス駆動回路４（図１に示す。）と、点灯時に表示デバイス３を照射する光を発する光源部５（図１〜図３及び図６に示す。）と、点灯時に表示デバイス３を照射する光を発する予備の光源部６（図１〜図３及び図６に示す。）と、光源部５又は光源部６を点灯させるランプ点灯回路７（図１に示す。）とを有する。光源部５及び光源部６はそれぞれ、高圧水銀灯等の高輝度ランプと、このランプからの光を所定方向に向ける凹面鏡と、これらを支持する支持構造体と、高輝度ランプに電力を供給するためのソケット等を備えている。
【００１８】
また、本実施の形態の映像投写装置１００は、光源部５を、待機位置８（図１〜図３及び図６に示す。）又は表示デバイス３に光を照射する照射位置９（図１〜図３及び図６に示す。）に移動させる移動機構１０（図３に示す。）と、予備の光源部６を、待機位置１１（図１〜図３及び図６に示す。）又は照射位置９に移動させる移動機構１２（図３に示す。）とを有する。
【００１９】
光源部５用の移動機構１０は、光源部５を水平方向ＤＨに移動可能に支持する１対のレール１３，１４（図２〜図４に示す。）と、光源部５をレール１３，１４に沿って移動させる駆動機構１５（図３に示す。）とを有する。図３に示されるように、駆動機構１５は、レール１３，１４方向に延びるとともに光源部５に固定されたラックギヤ１６と、このラックギヤ１６に噛み合う伝達ギヤ１７と、この伝達ギヤ１７に同軸に連結された伝達ギヤ１８と、この伝達ギヤ１８に噛み合う伝達ギヤ１９と、この伝達ギヤ１９に同軸に固定された伝達ギヤ２０と、この伝達ギヤ２０に噛み合うウォームギヤ２１と、このウォームギヤ２１を回転させるモータ２２とを有する。ここで、伝達ギヤ１７及び伝達ギヤ１８には、図５に示されるようなスリップ機構が備えられている。伝達ギヤ１７には、フランジ部１７ａと支軸１７ｂとが一体に備えられている。伝達ギヤ１８は、伝達ギヤ１７のフランジ部１７ａに、板ばね１８ａと、これに重ねられた押え板１８ｂと、支軸１７ｂに固定されたＥリング１８ｃとによって押圧されている。従って、伝達ギヤ１７と伝達ギヤ１８との間の摩擦力によって連結されており、この摩擦力を超える負荷が掛かったときには、伝達ギヤ１７と伝達ギヤ１８との間に滑りが生じ、伝達ギヤ１８の駆動力は伝達ギヤ１７に伝達されない。
【００２０】
また、光源部６用の移動機構１２は、光源部６を垂直方向ＤＶに移動可能に支持する１対のレール２３，２４（図２、図３、又は図４に示す。）と、光源部６をレール２３，２４に沿って移動させる駆動機構２５（図３に示す。）とを有する。図３に示されるように、駆動機構２５は、レール２３，２４方向に延びるとともに光源部６に固定されたラックギヤ２６と、このラックギヤ２６に噛み合う伝達ギヤ２７と、この伝達ギヤ２７に同軸に固定された伝達ギヤ２８と、この伝達ギヤ２８に噛み合う伝達ギヤ２９と、この伝達ギヤ２９に同軸に固定された伝達ギヤ３０と、この伝達ギヤ３０に噛み合うウォームギヤ３１と、このウォームギヤ３１を回転させるモータ３２とを有する。ここで、伝達ギヤ２７及び伝達ギヤ２８には、それぞれ図５に示される伝達ギヤ１７及び伝達ギヤ１８と同様のスリップ機構が備えられている。このように、伝達ギヤ１７，１８及び２７，２８にスリップ機構を備えているので、通常時には、モータ２２，３２の駆動力を光源部５，６のラックギヤ１６，２６に伝達し、光源部５，６が他の部材に引っ掛かったような異常時（光源部５，６が移動できない状態のとき）にはスリップ機構の滑りによってモータ２２，３２に過大な負荷を掛けないようにできる。また、スリップ機構により、保守・点検作業において、光源部５，６を手で移動させることも容易になる。
【００２１】
本実施の形態においては、図４に示されるように、レール１３とレール２３との組み合わせがＬ字型（即ち、ほぼ９０°の角度をなす）になるよう、且つ、レール１４とレール２４との組み合わせがＬ字型になるように、各レール１３，１４及びレール２３，２４が配置されている。このように、光源部５及び６側においてレール１３，１４とレール２３，２４とがなす角度αをほぼ９０°としたことによって、図７に示されるように、光源部の自動交換機構を備えた映像投写装置１００を背面投写型プロジェクター内に配置した場合であっても、プロジェクターの奥行き（Ｘ方向の長さ）の増加を抑制することができる。尚、図７において、１０１は、反射ミラーである。
【００２２】
また、図４に示されるように、レール１３とレール２３との組み合わせがＬ字型になるよう、且つ、レール１４とレール２４との組み合わせがＬ字型になるように配置した場合について説明したが、図９に示されるように、レール１３とレール２３とのなす角度α及びレール１４とレール２４とのなす角度αを９０°より小さくしてもよい。また、図１０に示されるように、レール１３とレール２３とのなす角度α及びレール１４とレール２４とのなす角度αを９０°より大きく且つ１８０°よりも小さくしてもよい。図８及び図９の場合にも、映像投写装置の小型化が図れ、この映像投写装置を装備したプロジェクターの奥行きを小さくできる。
【００２３】
さらに、図１に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、モータ２２及びモータ３２を駆動させるモータ駆動回路３４と、光源部５が待機位置８にあることを検出する位置センサー３５（図１〜図３に示す。）と、光源部５が照射位置９に到達する直前にあることを検出するモータ２２停止用の位置センサー３６（図１及び図３に示す。）と、光源部６が待機位置１１にあることを検出する位置センサー３７（図１及び図３に示す。）と、光源部６が照射位置９に到達する直前にあることを検出するモータ３２停止用の位置センサー３８（図１〜図３に示す。）と、位置センサー３５，３６，３７，３８の状態を検出する位置検出回路３９（図１に示す。）とを有する。位置センサー３５，３６，３７，３８は、例えば、それらの検出端（突起）に光源部５又は光源部６が当接したときに、オフ状態になるマイクロスイッチである。
【００２４】
また、図３に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、筐体４５に備え付けられており、また、筐体４５には、レール１３，１４に沿って水平方向ＤHに移動する光源部５が当接することによって、照射位置９における光源部５の停止位置を正確に決めるための停止用固定部材７０を有し、さらに、レール２３，２４に沿って垂直方向ＤVに移動する光源部６が当接することによって、照射位置９における光源部６の停止位置を正確に決めるための停止用固定部材７１とを有する。本実施の形態においては、光源部５が照射位置に向けて移動する場合には、光源部５が停止用固定部材７０に当たる直前に位置センサー３６により検出され、この検出信号によってモータ２２を停止させ、その後、慣性により移動する光源部５が停止用固定部材７０に当たって停止する。また、光源部６が照射位置に向けて移動する場合には、光源部６が停止用固定部材７１に当たる直前に位置センサー３８により検出され、この検出信号によってモータ３２を停止させ、その後、慣性により移動する光源部６が停止用固定部材７１に当たって停止する。また、光源部が停止用固定部材に当たっても、伝達ギヤにスリップ機構を備えているので、モータに過大な負荷を与えることがない。したがって、スイッチにより位置検出をしてモータをストップするまでのディレーティングを冗長にとったとしても、スリップ機構があるので、スイッチの取付け位置によらず正確な位置に停止させることができ、組立て性容易な装置を得ることができる。
【００２５】
また、図１及び図６に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、表示デバイス３からの反射光の一部を検出する光センサー４０と、光センサー４０の受光量に応じた信号を出力する光検出回路４３（図１に示す。）とを有する。光センサー４０は、外光が光センサー４０に入らないような構造、例えば、密閉構造を持つ光学ユニット（映像投写装置１００の筐体であり、図６に破線で示す。）内に配置されている。具体的には、光センサー４０は、図６に示すように、表示デバイス３の近傍に配置され、映像が出力されていない時（例えば、各フィールドの間）に、表示デバイス３で全反射した光の一部を検出している。このようにして表示デバイス４１からの光以外の光が光センサー４０に到達しにくい構成になっており、光センサー４０の出力の外光による影響を小さくすることができる。尚、光センサー４０の位置は、表示デバイス３からの光の強さ、光センサー４０の特性等の種々の要因に基づいて決定すればよい。
【００２６】
また、図３に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、光源部５及び光源部６を収容し、待機位置８にある光源部５を交換するための光源交換口４４を備えた筐体４５と、筐体４５に備えられ、光源交換口４４を塞ぐ蓋４７とを有する。また、筐体４５は、待機位置１１にある光源部６を交換するための光源交換口５１を備えている。また、図３に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、筐体４５に備えられ、光源交換口５１を塞ぐ蓋５３を有する。また、図１に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、装置全体の動作を制御する制御回路５９を有する。
【００２７】
また、図６に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、光源部５又は光源部６からの光を集光する集光レンズ６０と、複数種類（例えば、赤、緑、青）のカラーフィルターを備え、映像信号に同期して回転するカラーフィルター盤６１と、カラーフィルター盤６１を回転させるモータ６２と、カラーフィルター盤６１を通過した光を平行光にするレンズ６３と、光を表示デバイス３に向ける反射ミラー６４と、表示デバイス３からの反射光を拡大しスクリーン部２ａに投写する投写レンズ６５とを有する。
【００２８】
図１に示される制御回路５９は、照射位置９にある光源部５から発せられ、表示デバイス３で反射し、光学ユニット内に配置された光センサー４０に達した光の強さが所定の基準値より弱い場合には、光源部５のランプが切れるおそれが高いとみなし、予備の光源部６を点灯させ、移動機構１０により光源部５を待機位置８に移動させ、移動機構１２により光源部６を照射位置９に移動させる。ここで、所定の基準値は、例えば、光源部５が発する初期光強度を予め測定して記憶しておき、測定された初期の光強度にある係数（例えば、９０％）を掛けた値とする。これは、ランプ特性の経年劣化によって光強度が徐々に低下する性質を利用して、ランプが切れる前に、光源部を交換するためである。ところで、光源部５は、移動させる前に消灯しておいた方が良い。ただし、移動完了後に消灯しても構わない。このような表示デバイス３照射用光源の交換により、瞬間的にスクリーンに表示された画面は消えるが（マルチビジョン型プロジェクターの場合には、一部の画面（例えば、１／４の画面）が消えるが）、その時間は極めて短く、工場設備の監視等に支障を与えることはない。尚、予備の光源部６の点灯と移動の順番は、どちらを先にすることもでき、移動中に点灯を開始させることもできる。
【００２９】
本実施の形態においては、ウォームギヤ２１，３１を介して伝達された駆動力によって光源部５，６が移動し、固定停止部材７０，７１に当たって停止する。ウォームギヤ２１，３１は、これらに噛み合う伝達ギヤの回転によって逆回転しにくいので、光源部５，６が固定停止部材７０，７１に押し付けられてモータ２２，３２を停止させることによって、光源部５，６の位置がずれにくく、光源部５，６を最適な照射位置に保持することができる。
【００３０】
図１０（ａ）〜（ｇ）は、本実施の形態の映像投写装置１００における光源部の交換動作を示す説明図である。
【００３１】
図１０に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００においては、先ず、映像投写装置１００に電源を投入することによって光源部５を点灯させ（図１０（ａ））、次に、照射位置９にある光源部５の発光輝度に関する初期データをメモリ（図示せず）に格納する。この初期データは、光源部５の交換時期を判断するための基準値を求めるための基礎データとなる。次に、照射位置９にある光源部５の輝度を光センサー４０からの出力に基づいて検出し、検出された輝度が所定の基準値以下かどうかを判断する。ここで、検出された輝度が基準値以下の場合には、予備の光源部６を点灯させ（図１０（ｂ））、光源部５を待機位置８に移動させ、光源部６を照射位置９に移動させる（図１０（ｃ））。
【００３２】
次に、光源部５を消灯し（図１０（ｄ））、次に、交換作業者が蓋４７を開け、光源部５を取り外す（図１０（ｅ））この取り外しは、作業者が手で引き出してもよいが、モータ２２を回転させることによって、光源部５をレール１３，１４の外に排出させてもよい。次に、交換作業者が、新しい光源部５をレールに取り付け（図１０（ｆ））、ソケット等の配線接続を行ない（図示せず）、蓋４７を閉める。これで、ランプの交換が終了し、光源部５は現在点灯している光源部６に対しての予備の光源となる（図１０（ｇ））。その後、光源部５の代わりに点灯している光源部６については、輝度の低下などのチェックが行なわれ、ランプが切れそうだと判断されたときは光源部５と交換される。
【００３３】
このように、照射位置９にある光源部５から発せられ、光センサー４０に達した光の強さが所定の基準値より弱い場合には、光源部５を待機位置８に移動させ、予備の光源部６を照射位置に移動させ、光源部６を点灯させるので、監視の中断時間を短縮できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１から６までの発明によれば、第１及び第２の光源部側において第１及び第２のレールがなす角度を１８０°より小さくしたので、光源部の自動交換機構を備えた映像投写装置を小型にすることができるという効果がある。
【００３５】
また、請求項３，５，６の発明によれば、ウォームギヤを用いてモータの駆動力を光源部に伝えているので、照射位置における光源部の位置精度を向上させることができるという効果がある。
【００３６】
また、請求項５，６の発明によれば、光源部が照射位置に向けて移動する場合には、光源部が停止用固定部材に当たって停止位置を決めるので、照射位置における光源部の位置精度を向上させることができるという効果がある。
【００３７】
また、請求項４の発明によれば、伝達ギヤにスリップ機構を備えているので、通常時にはモータの駆動力を伝達し、異常時には滑りによってモータに過大な負荷を掛けないようにできるという効果がある。また、保守・点検作業において、光源部を手で移動させることも容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態による映像投写装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の映像投写装置の内部構造を概略的に示す斜視図である。
【図３】 図２を垂直面で切り矢印Ｓ3方向に見た概略的な断面図である。
【図４】 図２に示されるレールの形状を示す斜視図である。
【図５】 図２に示される伝達ギヤに備えられたスリップ機構を示す分解斜視図である。
【図６】 本実施の形態の映像投写装置の光学系を示す構成図である。
【図７】 複数台のコアユニットを上下左右に並べたマルチビジョン型の背面投写型プロジェクターであって、各コアユニットに本実施の形態の映像投写装置が組み込まれたものを示す縦断面図である。
【図８】 図２に示されるレールの他の形状を示す斜視図である。
【図９】 図２に示されるレールの他の形状を示す斜視図である。
【図１０】 （ａ）〜（ｇ）は、本実施の形態の映像投写装置における光源部の交換動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１００ 映像投写装置、 ３ 表示デバイス、 ５，６ 光源部、 ８，１１待機位置、 ９ 照射位置、 １３，１４，２３，２４ レール、 ２１，３１ ウォームギヤ、 ２２，３２ モータ、 １６，２６ ラックギヤ、 １７，１８，２７，２８ 伝達ギヤ、 ３５〜３８ 位置センサー、 ７０，７１ 停止用固定部材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液晶パネル等の表示デバイスに光を照射することによって表示デバイスに表示された映像をスクリーン上に投写する映像投写装置に関するものであり、特に、映像投写装置のランプ交換機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
背面投写型プロジェクターには、複数台のコアユニットを上下左右に並べて複数枚のスクリーン部からなる１つの大型スクリーンを構成するマルチビジョン型のものがある。各コアユニットの中には、映像投写装置が装備されており、映像投写装置のそれぞれが、表示デバイスにランプからの光を照射することによって表示デバイスに表示された映像をコアユニットのスクリーン部に投写している。このような映像投写装置の光源として使用されるランプは、高圧水銀灯等の高輝度ランプであり、その寿命は比較的短いので、ランプ交換作業を頻繁に行う必要がある。このため、ランプの自動交換機構を備えたプロジェクターが、例えば、特開平５−３１３１１５号公報において提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示されたプロジェクターのランプ自動交換機構は、複数のランプを備えた円盤状の支持部材を回転させてランプを切り替えるものであるため、映像投写装置の外形が大きくなり、結果的に映像投写装置を装備したプロジェクターの奥行きが増大するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記したような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、光源部の交換機構を備えた小型の映像投写装置を提供することにある。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、光源部の照射位置精度を向上させることができる映像投写装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明のさらに他の目的は、光源部を手動でも移動させることができる映像投写装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の映像投写装置は、映像形成部に光を照射することによって上記映像形成部に表示された映像をスクリーン上に投写する装置であって、上記映像形成部を照射する光を発する第１の光源部と、上記映像形成部を照射する光を発する第２の光源部と、上記第１の光源部を移動可能に支持する第１のレールと、上記第２の光源部を移動可能に支持する第２のレールと、上記第１の光源部を上記第１のレールに沿って第１の待機位置又は上記映像形成部に光を照射する照射位置に移動させる第１の駆動機構と、上記第２の光源部を上記第２のレールに沿って第２の待機位置又は上記照射位置に移動させる第２の駆動機構と、上記第１の駆動機構及び上記第２の駆動機構の動作、及び、上記第１の光源部及び上記第２の光源部の点灯及び消灯を制御する制御手段とを有し、上記第１の光源部及び上記第２の光源部側において上記第１のレールと上記第２のレールとがなす角度が１８０°より小さいことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２の映像投写装置は、上記請求項１の装置において、上記第１のレールと上記第２のレールとの組み合わせがＬ字型になるよう、上記第１のレールと上記第２のレールとを配置したことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３の映像投写装置は、上記請求項１又は２のいずれか一つに記載の装置において、上記第１の駆動機構が、第１のモータと、上記第１のモータの回転軸に固定された第１のウォームギヤと、上記第１の光源部に固定された第１のラックギヤと、上記第１のウォームギヤからの駆動力を上記第１のラックギヤに伝達する第１の伝達ギヤとを有し、上記第２の駆動機構が、第２のモータと、上記第２のモータの回転軸に固定された第２のウォームギヤと、上記第２の光源部に固定された第２のラックギヤと、上記第２のウォームギヤからの駆動力を上記第２のラックギヤに伝達する第２の伝達ギヤとを有することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４の映像投写装置は、上記請求項１又は２のいずれか一つに記載の装置において、上記第１の駆動機構が、第１のモータと、上記第１の光源部に固定された第１のラックギヤと、上記第１のモータの駆動力を上記第１のラックギヤに伝達する第１の伝達ギヤ群と、上記第１の伝達ギヤ群内に備えられ、所定の大きさを超えるトルクがかかったときに上記第１のモータの駆動力を上記第１のラックギヤに伝えない第１のスリップ機構とを有し、上記第２の駆動機構が、第２のモータと、上記第２の光源部に固定された第２のラックギヤと、上記第２のモータの駆動力を上記第２のラックギヤに伝達する第２の伝達ギヤ群と、上記第２の伝達ギヤ群内に備えられ、所定の大きさを超えるトルクがかかったときに上記第２のモータの駆動力を上記第２のラックギヤに伝えない第２のスリップ機構とを有することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５の映像投写装置は、請求項１から４までのいずれか一つに記載の装置において、上記第１の光源部が上記第１のレールに沿って上記照射位置に向けて移動したときに、上記第１の光源部が当接する第１の停止用固定部材と、上記第２の光源部が上記第２のレールに沿って上記照射位置に向けて移動したときに、上記第２の光源部が当接する第２の停止用固定部材とを有することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６の映像投写装置は、請求項５に記載の装置において、上記第１の光源部が上記照射位置近傍に到達したことを検出する第１の位置検出手段と、上記第２の光源部が上記照射位置近傍に到達したことを検出する第２の位置検出手段とを有し、上記第１の位置検出手段により上記第１の光源部の上記照射位置近傍への到達が検出されたときに、上記第１の駆動手段の動作を停止させ、上記第２の位置検出手段により上記第２の光源部の上記照射位置近傍への到達が検出されたときに、上記第２の駆動手段の動作を停止させることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態による映像投写装置１００の制御系の構成を示すブロック図である。また、図２は、図１の映像投写装置１００の内部構造を概略的に示す斜視図、図３は、図２を垂直面で切り矢印Ｓ3方向に見た概略的な断面図である。また、図４は、図２に示されるレールの形状を示す斜視図、図５は、図２に示される伝達ギヤに備えられたスリップ機構を示す分解斜視図である。また、図６は、本実施の形態の映像投写装置１００の光学系を示す構成図である。さらに、図７は、複数台のコアユニット２を上下左右に並べて複数枚のスクリーン部２ａからなる１つの大型スクリーンを構成するマルチビジョン型の背面投写型プロジェクターであって、各コアユニット２に本実施の形態の映像投写装置１００が組み込まれたものを示す縦断面図である。
【００１７】
図に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、スクリーン（図６及び図７に示されるスクリーン部２ａ）に投写される映像を表示する表示デバイス３（図１及び図６に示す。）と、この表示デバイス３を駆動させる表示デバイス駆動回路４（図１に示す。）と、点灯時に表示デバイス３を照射する光を発する光源部５（図１〜図３及び図６に示す。）と、点灯時に表示デバイス３を照射する光を発する予備の光源部６（図１〜図３及び図６に示す。）と、光源部５又は光源部６を点灯させるランプ点灯回路７（図１に示す。）とを有する。光源部５及び光源部６はそれぞれ、高圧水銀灯等の高輝度ランプと、このランプからの光を所定方向に向ける凹面鏡と、これらを支持する支持構造体と、高輝度ランプに電力を供給するためのソケット等を備えている。
【００１８】
また、本実施の形態の映像投写装置１００は、光源部５を、待機位置８（図１〜図３及び図６に示す。）又は表示デバイス３に光を照射する照射位置９（図１〜図３及び図６に示す。）に移動させる移動機構１０（図３に示す。）と、予備の光源部６を、待機位置１１（図１〜図３及び図６に示す。）又は照射位置９に移動させる移動機構１２（図３に示す。）とを有する。
【００１９】
光源部５用の移動機構１０は、光源部５を水平方向ＤＨに移動可能に支持する１対のレール１３，１４（図２〜図４に示す。）と、光源部５をレール１３，１４に沿って移動させる駆動機構１５（図３に示す。）とを有する。図３に示されるように、駆動機構１５は、レール１３，１４方向に延びるとともに光源部５に固定されたラックギヤ１６と、このラックギヤ１６に噛み合う伝達ギヤ１７と、この伝達ギヤ１７に同軸に連結された伝達ギヤ１８と、この伝達ギヤ１８に噛み合う伝達ギヤ１９と、この伝達ギヤ１９に同軸に固定された伝達ギヤ２０と、この伝達ギヤ２０に噛み合うウォームギヤ２１と、このウォームギヤ２１を回転させるモータ２２とを有する。ここで、伝達ギヤ１７及び伝達ギヤ１８には、図５に示されるようなスリップ機構が備えられている。伝達ギヤ１７には、フランジ部１７ａと支軸１７ｂとが一体に備えられている。伝達ギヤ１８は、伝達ギヤ１７のフランジ部１７ａに、板ばね１８ａと、これに重ねられた押え板１８ｂと、支軸１７ｂに固定されたＥリング１８ｃとによって押圧されている。従って、伝達ギヤ１７と伝達ギヤ１８との間の摩擦力によって連結されており、この摩擦力を超える負荷が掛かったときには、伝達ギヤ１７と伝達ギヤ１８との間に滑りが生じ、伝達ギヤ１８の駆動力は伝達ギヤ１７に伝達されない。
【００２０】
また、光源部６用の移動機構１２は、光源部６を垂直方向ＤＶに移動可能に支持する１対のレール２３，２４（図２、図３、又は図４に示す。）と、光源部６をレール２３，２４に沿って移動させる駆動機構２５（図３に示す。）とを有する。図３に示されるように、駆動機構２５は、レール２３，２４方向に延びるとともに光源部６に固定されたラックギヤ２６と、このラックギヤ２６に噛み合う伝達ギヤ２７と、この伝達ギヤ２７に同軸に固定された伝達ギヤ２８と、この伝達ギヤ２８に噛み合う伝達ギヤ２９と、この伝達ギヤ２９に同軸に固定された伝達ギヤ３０と、この伝達ギヤ３０に噛み合うウォームギヤ３１と、このウォームギヤ３１を回転させるモータ３２とを有する。ここで、伝達ギヤ２７及び伝達ギヤ２８には、それぞれ図５に示される伝達ギヤ１７及び伝達ギヤ１８と同様のスリップ機構が備えられている。このように、伝達ギヤ１７，１８及び２７，２８にスリップ機構を備えているので、通常時には、モータ２２，３２の駆動力を光源部５，６のラックギヤ１６，２６に伝達し、光源部５，６が他の部材に引っ掛かったような異常時（光源部５，６が移動できない状態のとき）にはスリップ機構の滑りによってモータ２２，３２に過大な負荷を掛けないようにできる。また、スリップ機構により、保守・点検作業において、光源部５，６を手で移動させることも容易になる。
【００２１】
本実施の形態においては、図４に示されるように、レール１３とレール２３との組み合わせがＬ字型（即ち、ほぼ９０°の角度をなす）になるよう、且つ、レール１４とレール２４との組み合わせがＬ字型になるように、各レール１３，１４及びレール２３，２４が配置されている。このように、光源部５及び６側においてレール１３，１４とレール２３，２４とがなす角度αをほぼ９０°としたことによって、図７に示されるように、光源部の自動交換機構を備えた映像投写装置１００を背面投写型プロジェクター内に配置した場合であっても、プロジェクターの奥行き（Ｘ方向の長さ）の増加を抑制することができる。尚、図７において、１０１は、反射ミラーである。
【００２２】
また、図４に示されるように、レール１３とレール２３との組み合わせがＬ字型になるよう、且つ、レール１４とレール２４との組み合わせがＬ字型になるように配置した場合について説明したが、図９に示されるように、レール１３とレール２３とのなす角度α及びレール１４とレール２４とのなす角度αを９０°より小さくしてもよい。また、図１０に示されるように、レール１３とレール２３とのなす角度α及びレール１４とレール２４とのなす角度αを９０°より大きく且つ１８０°よりも小さくしてもよい。図８及び図９の場合にも、映像投写装置の小型化が図れ、この映像投写装置を装備したプロジェクターの奥行きを小さくできる。
【００２３】
さらに、図１に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、モータ２２及びモータ３２を駆動させるモータ駆動回路３４と、光源部５が待機位置８にあることを検出する位置センサー３５（図１〜図３に示す。）と、光源部５が照射位置９に到達する直前にあることを検出するモータ２２停止用の位置センサー３６（図１及び図３に示す。）と、光源部６が待機位置１１にあることを検出する位置センサー３７（図１及び図３に示す。）と、光源部６が照射位置９に到達する直前にあることを検出するモータ３２停止用の位置センサー３８（図１〜図３に示す。）と、位置センサー３５，３６，３７，３８の状態を検出する位置検出回路３９（図１に示す。）とを有する。位置センサー３５，３６，３７，３８は、例えば、それらの検出端（突起）に光源部５又は光源部６が当接したときに、オフ状態になるマイクロスイッチである。
【００２４】
また、図３に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、筐体４５に備え付けられており、また、筐体４５には、レール１３，１４に沿って水平方向ＤHに移動する光源部５が当接することによって、照射位置９における光源部５の停止位置を正確に決めるための停止用固定部材７０を有し、さらに、レール２３，２４に沿って垂直方向ＤVに移動する光源部６が当接することによって、照射位置９における光源部６の停止位置を正確に決めるための停止用固定部材７１とを有する。本実施の形態においては、光源部５が照射位置に向けて移動する場合には、光源部５が停止用固定部材７０に当たる直前に位置センサー３６により検出され、この検出信号によってモータ２２を停止させ、その後、慣性により移動する光源部５が停止用固定部材７０に当たって停止する。また、光源部６が照射位置に向けて移動する場合には、光源部６が停止用固定部材７１に当たる直前に位置センサー３８により検出され、この検出信号によってモータ３２を停止させ、その後、慣性により移動する光源部６が停止用固定部材７１に当たって停止する。また、光源部が停止用固定部材に当たっても、伝達ギヤにスリップ機構を備えているので、モータに過大な負荷を与えることがない。したがって、スイッチにより位置検出をしてモータをストップするまでのディレーティングを冗長にとったとしても、スリップ機構があるので、スイッチの取付け位置によらず正確な位置に停止させることができ、組立て性容易な装置を得ることができる。
【００２５】
また、図１及び図６に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、表示デバイス３からの反射光の一部を検出する光センサー４０と、光センサー４０の受光量に応じた信号を出力する光検出回路４３（図１に示す。）とを有する。光センサー４０は、外光が光センサー４０に入らないような構造、例えば、密閉構造を持つ光学ユニット（映像投写装置１００の筐体であり、図６に破線で示す。）内に配置されている。具体的には、光センサー４０は、図６に示すように、表示デバイス３の近傍に配置され、映像が出力されていない時（例えば、各フィールドの間）に、表示デバイス３で全反射した光の一部を検出している。このようにして表示デバイス４１からの光以外の光が光センサー４０に到達しにくい構成になっており、光センサー４０の出力の外光による影響を小さくすることができる。尚、光センサー４０の位置は、表示デバイス３からの光の強さ、光センサー４０の特性等の種々の要因に基づいて決定すればよい。
【００２６】
また、図３に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、光源部５及び光源部６を収容し、待機位置８にある光源部５を交換するための光源交換口４４を備えた筐体４５と、筐体４５に備えられ、光源交換口４４を塞ぐ蓋４７とを有する。また、筐体４５は、待機位置１１にある光源部６を交換するための光源交換口５１を備えている。また、図３に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、筐体４５に備えられ、光源交換口５１を塞ぐ蓋５３を有する。また、図１に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、装置全体の動作を制御する制御回路５９を有する。
【００２７】
また、図６に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００は、光源部５又は光源部６からの光を集光する集光レンズ６０と、複数種類（例えば、赤、緑、青）のカラーフィルターを備え、映像信号に同期して回転するカラーフィルター盤６１と、カラーフィルター盤６１を回転させるモータ６２と、カラーフィルター盤６１を通過した光を平行光にするレンズ６３と、光を表示デバイス３に向ける反射ミラー６４と、表示デバイス３からの反射光を拡大しスクリーン部２ａに投写する投写レンズ６５とを有する。
【００２８】
図１に示される制御回路５９は、照射位置９にある光源部５から発せられ、表示デバイス３で反射し、光学ユニット内に配置された光センサー４０に達した光の強さが所定の基準値より弱い場合には、光源部５のランプが切れるおそれが高いとみなし、予備の光源部６を点灯させ、移動機構１０により光源部５を待機位置８に移動させ、移動機構１２により光源部６を照射位置９に移動させる。ここで、所定の基準値は、例えば、光源部５が発する初期光強度を予め測定して記憶しておき、測定された初期の光強度にある係数（例えば、９０％）を掛けた値とする。これは、ランプ特性の経年劣化によって光強度が徐々に低下する性質を利用して、ランプが切れる前に、光源部を交換するためである。ところで、光源部５は、移動させる前に消灯しておいた方が良い。ただし、移動完了後に消灯しても構わない。このような表示デバイス３照射用光源の交換により、瞬間的にスクリーンに表示された画面は消えるが（マルチビジョン型プロジェクターの場合には、一部の画面（例えば、１／４の画面）が消えるが）、その時間は極めて短く、工場設備の監視等に支障を与えることはない。尚、予備の光源部６の点灯と移動の順番は、どちらを先にすることもでき、移動中に点灯を開始させることもできる。
【００２９】
本実施の形態においては、ウォームギヤ２１，３１を介して伝達された駆動力によって光源部５，６が移動し、固定停止部材７０，７１に当たって停止する。ウォームギヤ２１，３１は、これらに噛み合う伝達ギヤの回転によって逆回転しにくいので、光源部５，６が固定停止部材７０，７１に押し付けられてモータ２２，３２を停止させることによって、光源部５，６の位置がずれにくく、光源部５，６を最適な照射位置に保持することができる。
【００３０】
図１０（ａ）〜（ｇ）は、本実施の形態の映像投写装置１００における光源部の交換動作を示す説明図である。
【００３１】
図１０に示されるように、本実施の形態の映像投写装置１００においては、先ず、映像投写装置１００に電源を投入することによって光源部５を点灯させ（図１０（ａ））、次に、照射位置９にある光源部５の発光輝度に関する初期データをメモリ（図示せず）に格納する。この初期データは、光源部５の交換時期を判断するための基準値を求めるための基礎データとなる。次に、照射位置９にある光源部５の輝度を光センサー４０からの出力に基づいて検出し、検出された輝度が所定の基準値以下かどうかを判断する。ここで、検出された輝度が基準値以下の場合には、予備の光源部６を点灯させ（図１０（ｂ））、光源部５を待機位置８に移動させ、光源部６を照射位置９に移動させる（図１０（ｃ））。
【００３２】
次に、光源部５を消灯し（図１０（ｄ））、次に、交換作業者が蓋４７を開け、光源部５を取り外す（図１０（ｅ））この取り外しは、作業者が手で引き出してもよいが、モータ２２を回転させることによって、光源部５をレール１３，１４の外に排出させてもよい。次に、交換作業者が、新しい光源部５をレールに取り付け（図１０（ｆ））、ソケット等の配線接続を行ない（図示せず）、蓋４７を閉める。これで、ランプの交換が終了し、光源部５は現在点灯している光源部６に対しての予備の光源となる（図１０（ｇ））。その後、光源部５の代わりに点灯している光源部６については、輝度の低下などのチェックが行なわれ、ランプが切れそうだと判断されたときは光源部５と交換される。
【００３３】
このように、照射位置９にある光源部５から発せられ、光センサー４０に達した光の強さが所定の基準値より弱い場合には、光源部５を待機位置８に移動させ、予備の光源部６を照射位置に移動させ、光源部６を点灯させるので、監視の中断時間を短縮できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１から６までの発明によれば、第１及び第２の光源部側において第１及び第２のレールがなす角度を１８０°より小さくしたので、光源部の自動交換機構を備えた映像投写装置を小型にすることができるという効果がある。
【００３５】
また、請求項３，５，６の発明によれば、ウォームギヤを用いてモータの駆動力を光源部に伝えているので、照射位置における光源部の位置精度を向上させることができるという効果がある。
【００３６】
また、請求項５，６の発明によれば、光源部が照射位置に向けて移動する場合には、光源部が停止用固定部材に当たって停止位置を決めるので、照射位置における光源部の位置精度を向上させることができるという効果がある。
【００３７】
また、請求項４の発明によれば、伝達ギヤにスリップ機構を備えているので、通常時にはモータの駆動力を伝達し、異常時には滑りによってモータに過大な負荷を掛けないようにできるという効果がある。また、保守・点検作業において、光源部を手で移動させることも容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態による映像投写装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１の映像投写装置の内部構造を概略的に示す斜視図である。
【図３】 図２を垂直面で切り矢印Ｓ3方向に見た概略的な断面図である。
【図４】 図２に示されるレールの形状を示す斜視図である。
【図５】 図２に示される伝達ギヤに備えられたスリップ機構を示す分解斜視図である。
【図６】 本実施の形態の映像投写装置の光学系を示す構成図である。
【図７】 複数台のコアユニットを上下左右に並べたマルチビジョン型の背面投写型プロジェクターであって、各コアユニットに本実施の形態の映像投写装置が組み込まれたものを示す縦断面図である。
【図８】 図２に示されるレールの他の形状を示す斜視図である。
【図９】 図２に示されるレールの他の形状を示す斜視図である。
【図１０】 （ａ）〜（ｇ）は、本実施の形態の映像投写装置における光源部の交換動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１００ 映像投写装置、 ３ 表示デバイス、 ５，６ 光源部、 ８，１１待機位置、 ９ 照射位置、 １３，１４，２３，２４ レール、 ２１，３１ ウォームギヤ、 ２２，３２ モータ、 １６，２６ ラックギヤ、 １７，１８，２７，２８ 伝達ギヤ、 ３５〜３８ 位置センサー、 ７０，７１ 停止用固定部材。
Claims (6)
- 映像形成部に光を照射することによって上記映像形成部に表示された映像をスクリーン上に投写する映像投写装置において、
上記映像形成部を照射する光を発する第１の光源部と、
上記映像形成部を照射する光を発する第２の光源部と、
上記第１の光源部を移動可能に支持する第１のレールと、
上記第２の光源部を移動可能に支持する第２のレールと、
上記第１の光源部を上記第１のレールに沿って第１の待機位置又は上記映像形成部に光を照射する照射位置に移動させる第１の駆動機構と、
上記第２の光源部を上記第２のレールに沿って第２の待機位置又は上記照射位置に移動させる第２の駆動機構と、
上記第１の駆動機構及び上記第２の駆動機構の動作、及び、上記第１の光源部及び上記第２の光源部の点灯及び消灯を制御する制御手段とを有し、
上記第１の光源部及び上記第２の光源部側において上記第１のレールと上記第２のレールとがなす角度が１８０°より小さいことを特徴とする映像投写装置。 - 上記第１のレールと上記第２のレールとの組み合わせがＬ字型になるよう、上記第１のレールと上記第２のレールとを配置したことを特徴とする請求項１記載の映像投写装置。
- 上記第１の駆動機構が、第１のモータと、上記第１のモータの回転軸に固定された第１のウォームギヤと、上記第１の光源部に固定された第１のラックギヤと、上記第１のウォームギヤからの駆動力を上記第１のラックギヤに伝達する第１の伝達ギヤとを有し、
上記第２の駆動機構が、第２のモータと、上記第２のモータの回転軸に固定された第２のウォームギヤと、上記第２の光源部に固定された第２のラックギヤと、上記第２のウォームギヤからの駆動力を上記第２のラックギヤに伝達する第２の伝達ギヤとを有する
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれか一つに記載の映像投写装置。 - 上記第１の駆動機構が、第１のモータと、上記第１の光源部に固定された第１のラックギヤと、上記第１のモータの駆動力を上記第１のラックギヤに伝達する第１の伝達ギヤ群と、上記第１の伝達ギヤ群内に備えられ、所定の大きさを超えるトルクがかかったときに上記第１のモータの駆動力を上記第１のラックギヤに伝えない第１のスリップ機構とを有し、
上記第２の駆動機構が、第２のモータと、上記第２の光源部に固定された第２のラックギヤと、上記第２のモータの駆動力を上記第２のラックギヤに伝達する第２の伝達ギヤ群と、上記第２の伝達ギヤ群内に備えられ、所定の大きさを超えるトルクがかかったときに上記第２のモータの駆動力を上記第２のラックギヤに伝えない第２のスリップ機構とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれか一つに記載の映像投写装置。 - 上記第１の光源部が上記第１のレールに沿って上記照射位置に向けて移動したときに、上記第１の光源部が当接する第１の停止用固定部材と、
上記第２の光源部が上記第２のレールに沿って上記照射位置に向けて移動したときに、上記第２の光源部が当接する第２の停止用固定部材と
を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の映像投写装置。 - 上記第１の光源部が上記照射位置近傍に到達したことを検出する第１の位置検出手段と、
上記第２の光源部が上記照射位置近傍に到達したことを検出する第２の位置検出手段とを有し、
上記第１の位置検出手段により上記第１の光源部の上記照射位置近傍への到達が検出されたときに、上記第１の駆動手段の動作を停止させ、上記第２の位置検出手段により上記第２の光源部の上記照射位置近傍への到達が検出されたときに、上記第２の駆動手段の動作を停止させることを特徴とする請求項５記載の映像投写装置。
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