JP5388901B2 - 投射型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、防塵構造を有する投射型映像表示装置に関するものである。

プロジェクタは、年々高輝度化が進む傾向にある。高輝度化を図る事は、明るい環境でも鮮明な映像を見られるという点で、ユーザーにとってもメリットが大きい。

一方、高輝度化に伴って、プロジェクタ内部の発熱量が高くなる傾向にある。特に光学部品は、輝度が高くなる分だけ受熱量も多くなるため、性能および安全性を確保する為にも冷却手段は必須である。従来から、光学部品の冷却には様々な手法が採られてきた。その中でも、プロジェクタ筐体内に外部のフレッシュな空気を取り込み、光学部品に吹き付けて冷却する方式は、安価且つ簡易な構造で実現可能という事もあり、最も多く採用されている。

しかし、外気を取り込むという事は、同時に外部の埃も取り込む事になる。光学部品に付着した埃は、投写映像に影や輝点として現れ、映像の品位を著しく落とす。このため、埃を除去する必要がある。その対策としてエアーフィルターを設ける手法が一般的となっており、防塵性を高める技術も存在する（例えば、特許文献１参照）。

また、エアーフィルターは、それ自身が外気を吸引する際の空気抵抗になる。また、長期使用していると埃による目詰まりを起こし、更なる冷却能力の低下を招く。そのため定期的に清掃、交換などのメンテナンスが必要となる。例えば、高所に据付けられたプロジェクタでは、作業を行う事自体が大変な手間となるため、極力メンテナンスをせずに長時間使用可能な防塵対策も開発されている（例えば、特許文献２参照）。

特許平１０−２００８３７号公報 特開平６−５９２４７号公報

従来の発明では、メンテナンスの簡易さと冷却能力低下を最小にする事とを、安価で両立するのは困難であった。

例えば特許文献１に係る技術では、２つのエアーフィルターを一体的に形成し、且つ単純に２つのエアーフィルターを設けている。このため、吸気風の空気抵抗が高くなり、冷却能力の低下という観点では、改善の余地があった。

あるいは特許文献２に係る技術では、エアーフィルターを回動可能に設ける事で、メンテナンスを簡易にしている。しかし、エアーフィルターの移動をアクチュエーターを用いて行う場合、移動方向が複数になるため、構造的に複雑となり、結果として高価になってしまう。あるいは手動で移動させる場合には、メンテナンスの簡易さというメリットが損なわれてしまう。

そこで、本発明は、冷却能力の低下を最小限に抑えことと、且つフィルターのメンテナンスの簡易化とを、両立することができる投射型映像表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の投射型映像表示装置は、映像表示装置部を内部に配する筐体と、前記筐体内部に取り入れる外気を濾過する第一のフィルター材と、前記第一のフィルター材を取り付けられる、対面する第一の面と第二の面とを有するループ形状のフィルター枠と、前記フィルター枠を、前記ループ形状の当該ループ方向に回転移動させる駆動機構と、所定の位置で自転しつつ、前記第一のフィルター材と接触する除塵ブラシとを、備えており、前記第一のフィルター材は、前記フィルター枠の前記第一の面に取り付けられており、前記フィルター枠の前記第二の面には、前記第一のフィルター材のない、通気部分が設けられている。

本発明の請求項１に記載の投射型映像表示装置は、映像表示装置部を内部に配する筐体と、前記筐体内部に取り入れる外気を濾過する第一のフィルター材と、前記第一のフィルター材を取り付けられる、対面する第一の面と第二の面とを有するループ形状のフィルター枠と、前記フィルター枠を、前記ループ形状の当該ループ方向に回転移動させる駆動機構と、所定の位置で自転しつつ、前記第一のフィルター材と接触する除塵ブラシとを、備えており、前記第一のフィルター材は、前記フィルター枠の前記第一の面に取り付けられており、前記フィルター枠の前記第二の面には、前記第一のフィルター材のない、通気部分が設けられている。

したがって、ループ形状のフィルター枠の第二の面において、フィルター材を無くした構造を採用することにより、エアーフィルターの設置によって増大する空気抵抗を最小限に抑え、冷却能力の低下を抑制するという効果が得られる。

また、駆動機構を用いてフィルター枠を移動させ、当該移動中に除塵ブラシを用いてフィルター材の清掃を行う事で、ユーザーあるいはサービスマンが清掃する手間を大幅に省ける。

実施の形態１に係る投写型映像表示装置に用いられる、防塵構造の構成例を示す斜視図である。 フィルター枠１、フィルター材２および通気部分３の構成を示す斜視図である。 実施の形態２に係る投写型映像表示装置に用いられる、防塵構造の構成例を示す斜視図である。 実施の形態３に係る投写型映像表示装置に用いられる、防塵構造の構成例を示す斜視図である。 実施の形態４に係るフィルター枠１の構成を示す拡大斜視図である。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置に用いられる、防塵構造の構成例を示す斜視図である。また、図２は、当該防塵構造が有するフィルター部の構成を示す斜視図である。

投写型映像表示装置の筐体（図示せず）内部には、映像表示装置部（図示せず）と、図１に示す防塵構造および送風ファン６とが配設されている。

防塵構造は、図１に示すように、フィルター枠１、駆動機構４および除塵ブラシ５から構成されている。また、図２に示すように、フィルター枠１は、対面する第一の面と第二の面とを有する、中空のループ形状で構成されている。

具体的に、フィルター枠１は、図２に示すように、第一の面および第二の面が平面視形状が長方形であり、フィルター枠１のＡ−Ａ断面形状は、長円形状を有する。そして、当該ループ形状面を構成する第一の面に、フィルター材（第一のフィルター材と把握できる）２が配設されている（図２参照）。当該フィルター枠１は、ループ形状の帯状網体よりなる。

これに対して、当該ループ形状面を構成する他の面（つまり、第一の面に対面している、第二の面）には、フィルター材２が設けられておらず、筐体の吸気口からの空気抵抗を低減するための通気部分３を設けられている（図１，２参照）。

フィルター材２が筐体の吸気口に面している状態おいて、通気部分３は、当該フィルター材２と対面し、さらに送風ファン６にも面する。

フィルター材２は、筐体の吸気口から当該筐体内部に取り入れる外気の塵を、濾過する。当該塵が濾過された空気は、フィルター枠１の中空部を通過し、フィルター材２と対面する通気部分３を通過する。そして、当該通気部分３を通過した空気は、送風ファン６によって、冷却風として、筐体内部の冷却対象物（映像表示装置部）へと送風される。

さて、図１に示すように、当該フィルター枠１は、駆動機構４に接続されており、当該駆動機構４のギアと噛み合う歯１Ａが、当該フィルター枠１の終端内周に配設されている。駆動機構４の当該ギアから伝達される動力が、フィルター枠１の歯１Ａに伝達され、フィルター枠１は、一方向にのみ回転移動する（図２の矢印参照）。

具体的に、図１に示す構成において、フィルター枠１を構成する表面（ループ形状を構成する表面）が、ベルトコンベヤのように、一方向にのみ回転移動（図２に示す矢印を参照）する。

また、図１に示すように、フィルター枠１の一方端縁には、除塵ブラシ５が配設されている。除塵ブラシ５は、外形がロール状であり、所定の位置で固定されている。そして、当該除塵ブラシ５は、回転軸５Ａを軸として当該ロールの方向に自転しつつ、フィルター材２（フィルター枠１）と接触する。フィルター材２（フィルター枠１）が駆動機構４により回動移動している際に、除塵ブラシ５は、フィルター材２との接触部分において、当該フィルター材２に付着した埃を取り除く。

当該除塵ブラシ５として、例えば起毛ブラシを採用した場合には、取り除いた後の埃がフィルター材２に再付着するのを抑制する事ができる。また、除塵ブラシ５による埃除去を容易にするためには、フィルター材２はメッシュ材である事が望ましい。

このように、ループ形状のフィルター枠１の他方の面において、フィルター材を無くした構造を採用することにより、エアーフィルターの設置によって増大する空気抵抗を最小限に抑え、冷却能力の低下を抑制するという効果が得られる。

また、駆動機構４を用いてフィルター枠１を移動させ、当該移動中に除塵ブラシ５を用いてフィルター材２の清掃を行う事で、ユーザーあるいはサービスマンが清掃する手間を大幅に省ける。

さらに、駆動機構４によるフィルター枠１の回転移動の方向を一方向のみに限定する事で、駆動機構４を構成する部品点数が削減され、コスト低減効果も得られる。

以上にように、本実施の形態に発明では、メンテナンスの容易さと冷却能力の低下を抑制する効果との両立を、安価に実現する事が可能となる。

また、フィルター枠１を移動させる駆動機構４から動力を得て、除塵ブラシ５を回転させて、フィルター材２と除塵ブラシ５との間の摩擦を強める事で、フィルター材２に付着した埃を除去する能力を高める効果が得られる。

＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施の形態２に係る投写型映像表示装置に用いられる、防塵構造の構成例を示す斜視図である。

図１と図３の比較から分かるように、本実施の形態では、実施の形態１に示した構成において、剥離手段７と埃ボックス部８とが追加的に構成されている。ここで、図３において、剥離手段７と埃ボックス部８とは、分解斜視図的に図示されている。

実施の形態１に係る発明では、時間の経過と共にフィルター材２から取り除いた埃が、除塵ブラシ５に堆積して、埃除去能力が低下することが懸念される。そこで、本実施の形態では、除塵ブラシ５のフィルター材２と接しない側に、除塵ブラシ５に付着した埃を剥がす剥離手段７が配設される。

さらに、本実施の形態では、剥離手段７により剥がされた埃を保管しておく埃ボックス部８が、配設されている。

剥離手段７として、例えば板状部材をスクレーパーとして設ければ、安価且つ簡易な構造で、除塵ブラシ５に付着した埃を剥離できる手段を実現できる。あるいは、剥離手段７として、帯電効果のある部材を用いれば、より高い剥離効果が期待できる。

なお、剥離手段７で剥離した埃が埃ボックス部８において漏れなく保管できるように、剥離手段７と埃ボックス部８とは、結合している。

実施の形態１でも説明したように、除塵ブラシ５は回転軸５Ａを軸として回転している。また、除塵ブラシ５の一部は、図３に示すように、フィルター枠１と接触しており、当該フィルター枠１との接触部の反対側において、除塵ブラシ５は、剥離手段７と接触している。当該剥離手段７は、所定の位置で固定されており、除塵ブラシ５の回転を通じて、当該除塵ブラシ５の全面と接触する。

本実施の形態では、剥離手段７を追加的に構成することにより、除塵ブラシ５に付着した埃を取り除く事ができ、フィルター材２に埃が逆流するのを抑制できる。また、埃ボックス部８を追加的に構成することにより、剥離手段７により剥がされた埃を溜めておくことができる。よって、ユーザーが清掃する回数を大幅に減らせるため、メンテナンスが容易になる。また、埃ボックス部８を単独で分離できる構造にしておけば、メンテナンス時の作業（埃ボックス部８に溜まった埃を取り除く作業等）が容易になる。

＜実施の形態３＞
図４は、本発明の実施の形態３に係る投写型映像表示装置に用いられる、防塵構造の構成例を示す斜視図である。

図２と図４の比較から分かるように、本実施の形態では、実施の形態２に示した構成において、他のフィルター材９が追加的に構成されている。

実施の形態１，２に係る発明では、筐体内部に取り入れた外気を濾過するのは、フィルター材２のみである。除塵ブラシ５での埃除去を重視した場合、フィルター材２はメッシュを用いる事が望ましいが、一般的にメッシュは、不織布などに比べると埃の捕集能力で劣る。また、フィルター枠１は駆動機構４により回転移動するが、フィルター枠１の他方の面では通気部分３が設けているため、当該回転移動の過程で外気を濾過せずに吸引する期間が生まれてしまう。このような場合には、濾過されず送風ファン６へ到達した埃は、そのまま内部部品に吹き付けられる。

そこで、本実施の形態では、図４に示すように、回転移動するフィルター枠１と送風ファン６との間に、他のフィルター材（第二のフィルター材と把握できる）９を設ける。当該他のフィルター材９は、上記位置に固定的に設置されている。また、当該他のフィルター材９は、フィルター材２よりも、細かな埃を捕捉できるフィルターである。

以上により、本実施の形態に係る発明では、外気を二重に濾過することが可能となり、防塵性能が向上する。さらに、本実施の形態に係る発明では、フィルター枠１の回転移動により、フィルター材２による外気の濾過がされなかった場合においても、他のフィルター材９の存在により、当該外気を濾過することができる。

なお、上記の通り、他のフィルター材９は、フィルター材２より細かな埃を捕捉できる物が望ましい。また、冷却性能への影響、つまり吸気風の空気抵抗も考慮して、他のフィルター材９として、単純に目の細かいフィルターを用いるのではなく、帯電材料を用いて埃を吸着する方がより望ましい。

また、図４の構成では、図３に示す構成に、他のフィルター材９が追加されているが、図１に示す構成に、本実施の形態に係る他のフィルター材９を追加構成しても、当然良い。

＜実施の形態４＞
図５は、本発明の実施の形態４に係る投写型映像表示装置に用いられる、防塵構造の構成例を示す図である。具体的に、図５では、フィルター枠１の一部が拡大図示されている。

実施の形態１で説明したように、フィルター枠１は駆動機構４によって回転移動するが、本実施の形態では、当該回転移動による移動量、およびフィルター枠１が回転移動して所定の位置に戻ったことを検出する位置検出手段を、備えている。

これにより、回転移動後も正規の位置（つまり、筐体の吸気口に面するようにフィルター材２を位置させ、当該フィルター材２と送風ファン６との間に通気部分３を位置させる）に、フィルター枠１を戻す事が可能となり、回転移動後のフィルター材２の当該正規位置からの位置ずれを防止することができる。

位置検出手段としては、例えば回転移動するフィルター枠１の一部に切り欠き部１０を設ける。さらに、当該位置検出手段として、当該切り欠き部１０を光学的に検出するフォトインタラプタ（光学検出部と把握できる）を設ける。これにより、安価に、上記位置ずれ防止効果を奏することができる。

また、上記光学的手段を用いた位置検出手段では、フィルター枠１における埃の堆積により、位置検出精度が維持できない場合もある。

そこで、位置検出手段として、切り欠き部１０の代わりにフィルター枠１の一部に磁性体を配しても良い。この場合には、位置検出手段として、磁性体が所定の位置にある事を検出する磁気センサーを設ける。これにより、上述した、埃の堆積による検出精度の低下を防止することが可能となる。

１ フィルター枠、１ａ 歯、２ フィルター材（第一のフィルター材）、３ 通気部分、４ 駆動機構、５ 除塵ブラシ、５Ａ 回転軸、６ 送風ファン、７ 剥離手段、８ 埃ボックス部、９ 他のフィルター材（第二のフィルター材）、１０ 切り欠き部。

Claims (10)

1. 映像表示装置部を内部に配する筐体と、
   前記筐体内部に取り入れる外気を濾過する第一のフィルター材と、
   前記第一のフィルター材を取り付けられる、対面する第一の面と第二の面とを有するループ形状のフィルター枠と、
   前記フィルター枠を、前記ループ形状の当該ループ方向に回転移動させる駆動機構と、
   所定の位置で自転しつつ、前記第一のフィルター材と接触する除塵ブラシとを、備えており、
   前記第一のフィルター材は、
   前記フィルター枠の前記第一の面に取り付けられており、
   前記フィルター枠の前記第二の面には、
   前記第一のフィルター材のない、通気部分が設けられている、
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 前記フィルター枠は、
   ループ形状の帯状網体よりなる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記駆動機構は、
   前記フィルター枠を、一方向にのみ回転移動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記第一のフィルター材を通過した外気を、前記筐体内部へと送り込む送風ファンを、さらに備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
5. 前記除塵ブラシの前記第一のフィルター材と接しない側に設けられ、前記除塵ブラシに付着した埃を剥がす剥離手段と、
   前記剥離手段によって剥がされた埃を、保管しておく埃ボックス部とを、さらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
6. 前記第一のフィルター材と前記送風ファンとの間に設けられた、第二のフィルター材を、さらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
7. 前記第二のフィルター材は、
   前記第一のフィルター材より細かな埃を捕捉できる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の投写型映像表示装置。
8. 前記フィルター枠が回転移動して所定の位置に戻ったことを検出する、位置検出手段を、さらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
9. 前記位置検出手段は、
   前記フィルター枠の一部に設けられた切り欠き部と、
   前記切り欠き部を光学的に検出する光学検出部とを、備える、
   ことを特徴とする請求項８に記載の投写型映像表示装置。
10. 前記位置検出手段は、
    前記フィルター枠の一部に設けられた磁性体と、
    前記磁性体を検出する磁気センサーとを、備える、
    ことを特徴とする請求項８に記載の投写型映像表示装置。