JP5510177B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は排気口シャッター装置およびプロジェクターに関する。

プロジェクターは、内部に水銀ランプやキセノンランプのような高圧放電ランプを光源として有しており、発熱量が大きいことから、放熱用の送風ファンを設けて冷却するようにしている。そして、この高温の排気を外部に排出する排出口が設けられる。
この排出口には、ごみ等の異物の進入を防止するため、プロジェクターの不使用時には排出口を閉塞するようにする排気口の開閉装置が設けられる。
特許文献１に示される排気口の開閉装置は、複数枚の開閉自在なルーバー板を備えたシャッター装置により排気口を開閉する機構を採用している。

特開２００３−３１５９１０

特許文献１に示される排気口の開閉装置は、複数枚のルーバー板をリンク機構を介してスライドノブに連繋し、スライドノブを手動によってスライドさせることによってルーバー板を回動させるようにしている。しかしながら、プロジェクターをオン、オフする都度、スライド板を手動によりスライドさせるのは面倒である。
そこで、本発明は上記課題を解消すべくなされ、その目的とするところは、ルーバー板を自動的に開閉可能なプロジェクターの排気口シャッター装置およびこれを用いたプロジェクターを提供することにある。

本発明に係る排気口シャッター装置は、プロジェクターの排気口に取り付けられる排気口シャッター装置であって、第１の方向に延びる第１のガイド溝および該第１の方向と交差する方向に延びる第２のガイド溝を１組とする複数組のガイド溝が設けられたガイド部と、所定の間隔をおいて回動軸ピンとガイドピンとが設けられ、各回動軸ピンが対応する各組の前記第１のガイド溝にガイドされ、各ガイドピンが対応する各組の前記第２のガイド溝にガイドされるように、複数枚配設されると共に、前記回動軸ピンが前記第１のガイド溝を貫通して前記ガイド部の外方に突出する長さに形成されたルーバー板と、軸線を中心として回転自在に配設され、周面に、前記各ルーバー板の前記回動軸ピンがそれぞれ進入するカム溝を有し、回転することによって、カム溝によって回動軸ピンを、前記第１のガイド溝に沿って第１の方向に往復移動させることが可能なカムローラーと、該カムローラーを回転駆動する駆動部とを具備し、前記駆動部によってカムローラーが回転されることにより、各ルーバー板が所要角度回転され排気口を開閉することを特徴とする。

上記本発明によれば、ルーバー板が自動的に一斉に開閉されるので、操作性がよい。また、モーター等の駆動部は同方向に所要回転角度ずつ回転されることでルーバー板の開閉が可能であるので、例えば駆動モーターの電流の方向を反転させる切替えスイッチも必要がなく、回路構成を簡易なものにすることができる。

カムローラーのカム溝を、カムローラーの周面において閉ループをなすカム溝に形成することができる。
また、カムローラーのカム溝を、カムローラーの周面において周方向に連続する波形に形成することもできる。
ルーバー板が閉じた際、隣接するルーバー板同士の端縁部が重なるようにルーバー板の幅を設定することによって、密閉度を高くすることができる。
また、カムローラーの回転角度位置を検出するセンサーを設け、該センサーからの信号に基づいて駆動部を駆動制御するようにするとよい。

また本発明に係るプロジェクターは、上記いずれかの排気口シャッター装置を有することを特徴とする。

プロジェクターの外観説明図である。 本実施形態のプロジェクターの内部構成を示す模式図である。 ルーバー板が閉じた状態を示す説明図である。 ルーバー板が開いた状態を示す説明図である。 カムローラーのカム溝を示す平面図である。 ルーバー板が閉じている際のカム溝と回動軸ピンとの関係を示す説明図であ る。 ルーバー板が開いている際のカム溝と回動軸ピンとの関係を示す説明図である。 ルーバー板が閉じている際のルーバー板とガイド溝との関係を示す説明図である。 ルーバー板が開いている際のルーバー板とガイド溝との関係を示す説明図である。 第１のガイド溝と第２のガイド溝を示す説明図である。 ルーバー板の説明図である。 フォトインターラプター（センサー）の説明図である。 ルーバー板のオープン動作の制御フロー図である。

以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１はプロジェクター１０の外観説明図である。
プロジェクター１０は、ケーシング１２内に、図示しないが、光源、光学系、ＬＣＤのような映像生成手段、電源装置、各種の送風ファン等が配設されてなる。１４は投射レンズである。排気口の設置個所は特に限定されないが、本実施の形態では、ケーシング１２の側面に設けられている。また排気口にはシャッター装置２０が設けられている。シャッター装置２０の構造については後述する。
図２は、本実施形態のプロジェクター１０の内部構成を示す模式図である。
図２に示すように、プロジェクター１０は、外装を構成するケーシング１２、制御部２、光源装置５を有する光学ユニット３、および光源装置５や制御部２に電力を供給する電源装置４等を備えている。ケーシング１２内には、電源装置４や光源装置５等を冷却する冷却ファン８が配置されている。

制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター１０の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。

光学ユニット３は、制御部２による制御の下、光源装置５から射出された光束を光学的に処理して投写する。
光学ユニット３は、図２に示すように、光源装置５に加え、平行化レンズ３３１、イン
テグレーター照明光学系３３２、色分離光学系３３３、リレー光学系３３４、電気光学装置３３５、投写レンズ１４、およびこれらの光学部品を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体３３０を備える。

光源装置５は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の発光管６、リフレクター７を備え、光源用筐体に収納される。光源装置５は、発光管６から射出された光束をリフレクター７にて反射した後、平行化レンズ３３１に向けて射出する。

平行化レンズ３３１は、光源用筐体に配置され、光源装置５から射出された光束を射出方向を揃えてインテグレーター照明光学系３３２に射出する。

インテグレーター照明光学系３３２は、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、および重畳レンズ３２４を備える。
第１レンズアレイ３２１は、光源装置５から射出された光束を複数の部分光束に分割する光学素子であり、光源装置５から射出された光束の光軸Ｌに対して略直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えている。

第２レンズアレイ３２２は、第１レンズアレイ３２１と略同様の構成を有しており、重畳レンズ３２４とともに、第１レンズアレイ３２１から射出された部分光束を後述する液晶ライトバルブ３５１の表面に重畳させる。
偏光変換素子３２３は、第２レンズアレイ３２２から射出されたランダム偏光光を液晶ライトバルブ３５１で利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有する。

色分離光学系３３３は、２枚のダイクロイックミラー３２５，３２６、および反射ミラー３２７を備え、インテグレーター照明光学系３３２から射出された光束を赤色光（以下「Ｒ光」という）、緑色光（以下「Ｇ光」という）、青色光（以下「Ｂ光」という）の３色の色光に分離する機能を有する。

リレー光学系３３４は、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、色分離光学系３３３で分離されたＲ光をＲ光用の液晶ライトバルブ３５１Ｒまで導く機能を有する。なお、光学ユニット３は、リレー光学系３３４がＲ光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、Ｂ光を導く構成としてもよい。

電気光学装置３３５は、光変調装置としての液晶ライトバルブ３５１および色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム３５２を備え、色分離光学系３３３で分離された各色光を画像情報に応じて変調する。

液晶ライトバルブ３５１は、３色の色光毎に備えられており（Ｒ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｒ、Ｇ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｇ、Ｂ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｂとする）、それぞれ透過型の液晶パネル、およびその両面に配置された入射側偏光板、射出側偏光板を有している。

液晶ライトバルブ３５１は、図示しない微小画素がマトリクス状に形成された矩形状の画素領域を有し、各画素が表示画像信号に応じた光透過率に設定され、画素領域内に表示画像を形成する。そして、色分離光学系３３３で分離された各色光は、液晶ライトバルブ３５１にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム３５２に射出される。

クロスダイクロイックプリズム３５２は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム３５２は、誘電体多層膜が液晶ライトバルブ
３５１Ｒ，３５１Ｂにて変調された色光を反射し、液晶ライトバルブ３５１Ｇにて変調された色光を透過して、各色光を合成する。

投写レンズ１４は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、液晶ライトバルブ３５１にて変調され、クロスダイクロイックプリズム３５２にて合成された光をスクリーン上に拡大投写する。

以下、シャッター装置２０について説明する。図３は複数のルーバー板２２が閉じた状態、図４は開いた状態を示す説明図である。本シャッター装置２０では、図３、図４に示すように、排気口２３に複数のルーバー板２２を開閉自在に設け、この複数のルーバー板２２を、後記する機構により、カム溝２４を備えたカムローラー２５で一斉に開閉可能に設けている。カムローラー２５は駆動部たる駆動モーター２６により回転駆動される。カムローラー２５が所要回転角度回転されるとルーバー板２２が開かれ、カムローラー２５がさらに同方向に所要回転角度回転されることによってルーバー板２２が閉じられるようになっている。
上記構成により、ルーバー板２２が自動的に一斉に開閉されるので、操作性がよい。また、駆動モーター２５は同方向に所要回転角度ずつ回転されることでルーバー板２２の開閉が可能であるので、駆動モーター２６の電流の方向を反転させる切替えスイッチも必要がなく、回路構成を簡易なものにすることができる。

続いて、図３〜図１１により、シャッター装置２０をさらに詳しく説明する。
図５はカムローラー２５のカム溝２４を示す平面図である。
図６はルーバー板２２が閉じている際のカム溝２４と回動軸ピンとの関係を示す説明図、図７はルーバー板２２が開いている際のカム溝２４と回動軸ピンとの関係を示す説明図である。
図８はルーバー板２２が閉じている際のルーバー板とガイド溝との関係を示す説明図、図９はルーバー板２２が開いている際のルーバー板とガイド溝との関係を示す説明図である。図１０は第１のガイド溝と第２のガイド溝を示す説明図、図１１はルーバー板の説明図である。

各ルーバー板２２は、フレーム２７の上枠に相当する第１のガイド部２８と下枠に相当する第２のガイド部２９間に回動自在に支持されている。
第１のガイド部２８および第２のガイド部２９の対向面には、図１０に示すように、ガイド部の長手方向たる第１の方向に延びる第１のガイド溝３０と該第１の方向と交差する方向（第１のガイド溝３０に対して鈍角をなす方向）に延びる第２のガイド溝３１とを１組とする複数組（本実施の形態では７組）のガイド溝が設けられている。

各ルーバー板２２には、図１１に示すように、第１および第２のガイド部側となる両端部に、幅方向に所定の間隔をおいて回動軸ピン３４とガイドピン３５とが設けられている。
そして、各ルーバー板２２は、各回動軸ピン３４が、第１のガイド部２８および第２のガイド部２９の対応する第１のガイド溝３０に進入してガイド溝に沿って移動可能にガイドされ、また各ガイドピン３５が対応する第２のガイド溝３１に進入して移動可能にガイドされるようになっている（図８、図９）。

なお、第１のガイド部２８に設けられている第１のガイド溝３０は貫通孔に形成されている。
また、この貫通孔に形成された第１のガイド溝３０に進入するルーバー板２２の回動軸ピン３４は、第１のガイド溝３０を貫通して第１のガイド部２８の外方に突出する長さに形成されている。回動軸ピン３４の先端は次第に先細となるテーパー面に形成されている
。
なお、ルーバー板２２は、全閉時、隣接するルーバー板２２同士、その端面が付き合わせ状態でルーバー板２２間を閉塞するようにしてもよいが、図１１に示すように、ルーバー板２２の端縁部を全長に亘って曲折して、隣接するルーバー板２２の端部に曲折部３６が重なるようにして密閉度を高めるようにすると好適である。

次に、第１のガイド部２８上に、第１のガイド部２８に沿って、前記カムローラー２５が、支持部３７、３８を介して軸線を中心として回転自在に支持されている。カムローラー２５の周面には、各ルーバー板２２の回動軸ピン３４がそれぞれ進入する前記カム溝２４が設けられている。
カムローラー２５は、第１のガイド部２８上に支持部３９によって固定支持された駆動モーター２６によって、ギア４０、ギア４１を介して軸線を中心として回転される。
そして、カムローラー２５が軸線を中心として回転することによって、カム溝２４によって回動軸ピン３４を、第１のガイド溝３０に沿って第１の方向に往復移動させることが可能になっている。

各カム溝２４は、具体的には、カムローラー２５の周面に、該周面において閉ループをなすカム溝２４に形成されている。
すなわち、カム溝２４は、図６に示す、ルーバー板２２の全閉位置において、回動軸ピン３４が進入する位置を基点位置Ａとすると、この基点位置Ａから螺旋状に半周分延びて頂点位置Ｂに達し、この頂点位置Ｂから反対側に半周分延びて基点位置Ａに至る閉ループをなしている。

図１２に示すように、カムローラー２５の端部には遮蔽板４３が外方に突出するように設けられている。また、第１のガイド部２８上には、遮蔽板４３によってオン（受光）、オフ（遮光）されるセンサーたるフォトインターラプター（PI）４４が設けられている。なお、センサーとしては、リミットスイッチなど、他の種々のセンサーを用いることもできる。

本実施の形態は上記のように構成されている。
次に、シャッター装置２０におけるルーバー板２２の開閉動作について説明する。
ルーバー板２２を全閉状態から全開状態に開くときには、制御部２の指令により駆動モーター２６が所要設定時間駆動され、これによりカムローラー２５が所要回転角度（本実施の形態では１８０度）回転される。カムローラー２５が１８０度回転されると、基点位置Ａから頂点位置Ｂに亘って回動軸ピン３４がカム溝２４の溝面に押圧され、回動軸ピン３４は第１のガイド溝３０に沿って第１の方向に移動する（図６〜図９）。すなわち、回動軸ピン３４は第１の溝３０内を一端側から他端側に向けて移動する。
一方、回動軸ピン３４が第１のガイド溝３０内を第１の方向に移動すると、これに伴い、ガイドピン３５が第２のガイド溝３１に沿って、その一端側から他端側に向けて第２の方向に移動する（図８、図９）。回動軸ピン３４が第１の方向に移動し、これに伴われてガイドピン３５が第２のガイド溝３１内を移動することに規制されて、ルーバー板２２が、図８に示す全閉状態から、図９に示すように、全開状態になる。

ルーバー板２２を全開状態から全閉状態に閉じる際には、制御部２の指令により駆動モーター２４が所定時間、全開するときと同方向に回転駆動され、これによりカムローラー２５がさらに１８０度回転される。これにより、回動軸ピン３４は、頂点位置Ｂから基点位置Ａまでの反対側の半周分のカム溝２４に押圧されて第１のガイド溝３０内を第１の方向に戻り、またガイドピン３５が第２のガイド溝３１内を第２の方向に戻される。これにより、ルーバー板２２が全閉されることになる。

図１３はシャッター（ルーバー板２２）のオープン動作の制御フロー図である。
プロジェクター２０の停止状態（Ｓ１）から本体電源スイッチ（図示せず）がオンされると（Ｓ２）、制御部２はフォトインターラプター４４（ＰＩ）のオン、オフ信号を確認する（Ｓ３）。
フォトインターラプター４４がオン（受光）状態のとき（Ｓ４、図１１）、ルーバー板２２は全閉状態（正常状態）にある。

ルーバー板２２が全閉状態にあることが確認されると、制御部２からの指令により駆動モーター２６が所要設定時間駆動され（Ｓ５）、これによりカムローラー２５が所要回転角度（１８０度）回転される。次いで制御部２は、フォトインターラプター４４のオン、オフ信号を確認する（Ｓ６）。フォトインターラプター４４がオフ（遮蔽板４３により遮断）であれば（Ｓ７）、ルーバー板２２が全開く状態であると判断し、ランプが点灯され（Ｓ８）、プロジェクター２０が動作可能となる。なお、冷却用の送風ファン８も駆動される。

Ｓ６において、フォトインターラプター４４が依然としてオン（受光）状態であることが確認されると（Ｓ９）、ルーバー板２２が全閉状態のままであるから、制御部２は異常と判断し、ランプを点灯させず（Ｓ１０）、また図示しないＬＥＤランプを点灯し、異常であることを知らせる（Ｓ１１）。

Ｓ３において、フォトインターラプター４４がオフ（遮断）であることが確認されると（Ｓ１２）、ルーバー板２２が全開状態にあり、本来ならば異常であるが、制御部２は駆動モーター２６を所定時間駆動し、ルーバー板２２を閉じる動作をさせる（Ｓ１３）。
次いで、フォトインターラプター４４の状態を確認し（Ｓ１４）、フォトインターラプター４４がオン（受光）であれば（Ｓ１５）、ルーバー板２２が全閉状態で、正常状態にあると判断し、Ｓ５〜Ｓ８を行い、ランプを点灯させる。あるいはＳ５、Ｓ６、Ｓ９〜Ｓ１１の処理を行い異常を警告表示する。
Ｓ１４において、依然としてフォトインターラプター４４がオフ（遮断）であれば（Ｓ１６）、異常と判断し、ランプを点灯させず（Ｓ１０）、異常を表示する（Ｓ１１）。

プロジェクター２０の使用が終了した場合、電源スイッチをオフにするとランプは消灯され、送風ファン８も停止される。送風ファン８停止後、ルーバー板２２は前記のようにして全閉される。
以上のようにして一連の動作を終了する。
なお、上記制御方法は一例を示したまでで上記に限定されないことはもちろんである。

上記実施の形態では、カムローラー２５のカム溝２４を閉ループ状に形成した。しかしながら、カムローラー２５を９０度の回転角度だけ回転させることによりルーバー板２２を全開し、次の９０度の回転でルーバー板２２を全閉させるようにすることもできる。この場合、カム溝は、カムローラーの周面において周方向に連続する波形をなすように形成する。カムローラーを９０度ずつ回転させて、ルーバー板２２の全開、全閉させるようにすると、カムローラーの１回転で全開、全閉を２度行うことができる。カムローラーを４５度ずつ回転させてルーバー板の全開、全閉をさせることもできる。

また、カム溝２４の形状や、第１のガイド溝３０および第２のガイド溝３１の形状や延びる方向を種々選択することによって、ルーバー板２２の開閉動作を種々に調整することができる。
また、場合によっては、ルーバー板２２ごとに、カム溝２４、第１のガイド溝３０、第２のガイド溝３１の形状等を異なるものにすることによって、各ルーバー板２２に異なる動作をさせるようにすることもできる。
また、駆動モーター２６にステッピングモーターを用いれば、ルーバー板２２の開き角度を種々に調整できるようにすることもできる。

１０ プロジェクター、２０ シャッター装置、２２ ルーバー板、２３ 排気口、２４ カム溝、２５ カムローラー、２６ 駆動部（駆動モーター）、２７ フレーム、２８ 第１のガイド部、２９ 第２のガイド部、３０ 第１のガイド溝、３１ 第２のガイド溝、３４ 回動軸ピン、３５ ガイドピン

Claims (6)

1. 排気口を有するケーシングと、前記排気口に設けられたシャッター装置と、を備えるプロジェクターであって、
   前記シャッター装置は、
   対向する第１端部および第２端部に、第１突起部および第２突起部をそれぞれ有するルーバー板と、
   前記第１突起部が移動可能に挿入される第１ガイド溝、および前記第１ガイド溝に交差する方向に延出し前記第２突起部が移動可能に挿入される第２ガイド溝を有し、前記ルーバー板を支持する第１ガイド部および第２ガイド部と、
   前記第１ガイド部の第１ガイド溝を貫通して突出する第１突起部が進入するカム溝を有し、軸線を中心に回転可能に設けられたカムローラーと、
   前記カムローラーを回転駆動させる駆動部と、を備え、
   前記ルーバー板は、前記駆動部によって前記カムローラーが回転することにより、前記カム溝に進入する前記第１突起部が前記第１ガイド溝に沿って移動し、前記第１突起部の移動に伴い前記第２突起部が前記第２ガイド溝に沿って移動し、前記排気口の開閉を切り替えることを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記ルーバー板は、前記第１ガイド部から突出する前記第１突起部が前記カム溝の基点位置から頂点位置までの間を移動することで前記排気口の開閉を切り替え、
   前記カム溝は、前記基点位置から前記頂点位置までが螺旋状に形成され、前記頂点位置を通る前記カムローラーの前記軸線を基準に対称な形状を有することを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記ルーバー板は、前記カムローラーが前記軸線を中心に半回転することにより、前記排気口の開閉を切り替えることを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記カムローラーは、前記ルーバー板が前記排気口を開状態にするときおよび閉状態にするときにおいて、同一方向に回転駆動されることを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記ルーバー板は、閉状態のときに隣接するルーバー板同士の端縁部が重なるように幅が設定されていることを特徴とするプロジェクター。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記カムローラーの回転角度を検出するセンサーと、
   前記センサーからの信号に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするプロジェクター。

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