JP5915113B2 - プロジェクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、筐体に投射レンズを備えたプロジェクタ装置に関する。

投射レンズを用いて映像をスクリーンに拡大投影するプロジェクタにおいて、遮光目的で投射レンズの直前にノートや手帳などの遮蔽物を配置すると、集光された光による熱によって、これらの遮蔽物が損傷を受けたり、投射レンズやプロジェクタ装置自体が熱により故障したりすることが懸念される。
しかし、従来のプロジェクタ装置は横置きのスタイルがほとんどで、しかも投射レンズが装置の横側に配置されており、さらに、投影するスクリーンとの位置関係から、所謂あおり投射をする場合があるため、投射レンズの直前にノートや手帳などの遮蔽物を配置したとしても、投射レンズとこれらの遮蔽物との間に隙間が生じる。従って、遮蔽物や投射レンズ、プロジェクタ装置が損傷するほどの事態には至らない場合も多い。
それに加え、特許文献１には、図７に示すように、プロジェクタ本体３０内部を冷却した空気を投射レンズ３１側から排気をして（排気流３３）、投射レンズ３１の前に配置された遮蔽物３４の影響で変化した排気流３３の風圧をセンサー３２により検出し、その検出値に基づき、プロジェクタのランプ出力を制御することにより、遮蔽物の影響によるプロジェクタ装置の故障を防ぐ構成が開示されている。

しかしながら、筐体の水平な、或いは傾斜した上面に投射レンズからの光を出射する投射部を備えたタイプのプロジェクタ装置において、投射部を有した上部に紙類等の遮蔽物を載せることができる場合には、投射部と紙類とが密着し易く、両者の間に隙間が生じにくい。
このため、投射部からの出射光によって紙類との間に蓄熱が発生し、それに起因するプロジェクタ装置の故障や用紙の損傷が引き起こされる可能性が高い。
また、遮蔽物と投射部との間に十分な隙間がないために、特許文献１に開示の技術を利用することも出来ない。
さらに、投射部が水平な、或いは傾斜した筐体上面に配置されている横置きタイプのみならず、投射部が側面（横側）に配置されている横置きタイプのプロジェクタにおいても、紙類や布類等を筐体上面に載せた結果、筐体上面からはみ出した部分が投射部に垂れかかるなどして投射部を遮蔽し、同様の問題が生じる可能性もある。
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたものであり、投射レンズからの光を出射する投射部を覆う遮蔽物の有無を検出し、その検出結果からプロジェクタの保護機能を動作させ、遮蔽物やプロジェクタ装置の損傷や故障を未然に防止することが可能なプロジェクタ装置を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するために、請求項１の発明は、筐体と、該筐体内に備えた光源と、該筐体の一面に設けられ、前記光源からの光を投射する投射部と、前記筐体の前記一面に設けられ、前記投射部を遮蔽する物体からの荷重を検出する検出手段と、前記筐体の前記一面に設けられ、押圧操作が可能な操作部と、該検出手段が、所定値以上の荷重を検出した場合に、保護動作を実行する制御手段と、を備え、前記投射部は、前記一面において前記検出手段と前記操作部との間に設けられているプロジェクタ装置を特徴とする。

以上のように構成したので、本発明によれば、筐体の上面にかかる荷重を検出する手段を配置することにより、投射部上に遮蔽物が載せられたことを検出して保護機能を動作させることが出来る。

投射部を上面に配置したプロジェクタ装置の設置例を説明する図。 投射部を上面に配置したプロジェクタ装置の設置例を説明する図。 本実施形態に係るプロジェクタ装置の上面を説明する図。 本実施形態にかかるプロジェクタ装置の構成を示すブロック図。 本実施形態にかかるプロジェクタ装置の光学部の構成の一例を説明する図。 遮蔽物検出及びそれに続く保護動作に係るフローチャート。 特許文献１のプロジェクタの構成を説明する図。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本実施形態にかかるプロジェクタ装置の構成を説明する前に、小型省スペース化を実現させるために、筐体の水平な、或いは傾斜した上面に光の投射部を配置し、縦置きにて用いるプロジェクタ装置の設置例を説明する。

図１、図２は、投射部を上面に配置したプロジェクタ装置の設置例を説明する図である。
図１に示すように、投射レンズ２からの光を投写する投射部６を筐体上面に配置した縦置き用のプロジェクタ装置１は、スクリーンＳの下側近傍に設置し、スクリーンＳに対して下側から光を投射することにより画像をスクリーンＳ上に投影する。
図１に示す場合において、プロジェクタ装置１に設けた投射レンズ２は、筐体１ａの上面１ｂに設けた投射部６から、スクリーンＳに向けて光を投射可能に設置されている。
かかる構成のプロジェクタ装置１は、従来の横置き用のプロジェクタ装置に比べて、設置スペースを小さくでき、また、スクリーンＳとプロジェクタ装置１との距離も短くできるために、狭い部屋での利用等に特に好適である。

また、図２に示すような構成も適用可能である。
すなわち、投射レンズ２を筐体１ａ内部の下方に設け、同じく筐体１ａの内部に設けた反射ミラー３によって投射レンズ２からの出射光を反射させる。そして、筐体１ａの上面１ｂに設けた開口部４を投射部６とし、この開口部４からスクリーンＳに向けて光を投射する。
この構成によれば、投射レンズ２から出射した光がスクリーンＳに到達するまでの光路長を図１に示す構成に比べて長く出来るため、画像の拡大率を稼ぐことが出来る。
なお、反射ミラー３は光学系の構成により凹面ミラー、凸面ミラーの双方が適用可能である。

ただし、図２に示すような構成においては、開口部４から筐体１ａ内に侵入する埃が反射ミラー３に付着しやすくなるため、埃の付着を軽減させる目的で上面１ｂに、防塵用フィルター５を配置する必要がある。
しかし、防塵用フィルター５を上面１ｂに配置すると、上面１ｂが平らになるため、上面１ｂは、プロジェクタ装置１にとって遮蔽物となるノートや手帳などの物体を、より置きやすい構造（形状）となってしまう。

図３は、本実施形態に係るプロジェクタ装置の上面を説明する図である。
本実施形態に係る、縦置きで用いるプロジェクタ装置１の筐体１ａにおける上面１ｂには、光が投射される投射レンズ２（図２に示す構成においては防塵用フィルター５）を含む投射部６に加え、プロジェクタ装置を操作するための操作ボタンを配置した操作部７が設けられていることが多い。
そして、ノートなどの遮蔽物は、操作部７を避けて投射部６上に置かれることが一般的である。
このような場合、遮蔽物によって投射部６から出射されるべき光が遮られたり、投射レンズ２からの強力な出射光による熱により遮蔽物が損傷したり、プロジェクタ装置自体が故障するという問題がある。
そこで、本実施形態に係るプロジェクタ装置１は、筐体１ａの上面１ｂに遮蔽物を検知するための、圧電センサーなどの圧力センサー８を備え、この圧力センサー８によって、筐体１ａの上面１ｂに遮蔽物が載せられたことを検知した場合には、後述する保護動作を行うように構成した。
なお、図３に示すように、圧力センサー８は、筐体１ａの上面１ｂにおける、投射部６付近に配置する。
なお、圧力センサー８の配置箇所を操作部７付近とした場合は、操作ボタンを押下した時の圧力を検出してしまうため、誤動作を防止する意味で、配置場所は投射部６付近が望ましい。

図４は、本実施形態にかかるプロジェクタ装置の構成の一例を示すブロック図である。
本実施形態のプロジェクタ装置１は、電源部１０と、光源としてのランプＬと、ランプＬからの光をスクリーンＳに向けて出射する上述した投射レンズ２と、図示しないシリアルインターフェイス（Ｉ／Ｆ）等の入出力Ｉ／Ｆを介して接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの外部装置から入力されたカラー映像信号に対して、Ａ／Ｄ変換、画角変換などの処理を行う映像信号処理部１１と、映像信号処理部１１により処理された映像を液晶画面等に表示するとともに、表示した映像を基に光源Ｌからの光を変調して投射レンズ２に向けて供給する変調手段としてのパネル１２（例えば、透過型の液晶パネル。以下、液晶パネルと表記する）と、カラー映像信号を液晶パネル１２に表示する形式に変換して液晶パネル１２に供給するパネル駆動部１３と、ランプＬからの光を液晶パネル１２に向けて導光する光学部１５と、ランプＬの点灯制御を行うランプ点灯処理部１６と、映像信号処理部１１やランプ点灯処理部１６等を制御し、且つ本実施形態の特徴たる遮蔽物検出及び保護動作を制御するマイコン制御部（制御手段）２０と、マイコン制御部２０に対して命令入力を行うための上述した操作部７と、プロジェクタ装置１の上面１ｂに載せられた遮蔽物を検知するための上述した圧力センサー８と、を備えている。

上記の構成中、筐体の上面外部に備えた操作部７、圧力センサー８以外は、筐体１ａ内部に収容されている。
なお、投射レンズ２は、パネル１２により変調された映像信号を含む光学部１５からの光を基に、映像を拡大投影し、スクリーンＳ上に結像表示する。
また、圧力センサー８は、筐体１ａ上面（特に投射部近傍）にかかる圧力を検知すると、その圧力の大きさに応じた検知信号をマイコン制御部２０に入力することで、筐体上面にかかる荷重（すなわち、遮蔽物の重さ）を通知する。
マイコン制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、ＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより、本実施形態に係るプロジェクタ装置１の各種制御を実現する。

図５は、本実施形態にかかるプロジェクタ装置の光学部の構成の一例を説明する図である。
液晶プロジェクタ装置１は、光学部１５として、ランプＬの出射面に対向して配置された第１のレンズアレイ５２と、その出射側に配置された重畳レンズ５４と、を備えている。
重畳レンズ５４から出射された光は、反射ミラー５５により反射されて、ダイクロイックミラー６０、６１と、反射ミラー６８とを含む色光分離光学系５３に入射される。
光学部１５はさらに、入射側レンズ５９と、リレーレンズ５６と、反射ミラー５７、５８と、３枚のフィールドレンズ６２、６５、６６と、３枚の液晶パネル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂと、クロスダイクロイックプリズム６４と、を備えている。
反射ミラー５５は、重畳レンズ５４から射出された光を色光分離光学系５３の方向に反射する機能を有している。色光分離光学系５３は、２枚のダイクロイックミラー６１、６０により、重畳レンズ５４から射出される光を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。

第１のダイクロイックミラー６１は、重畳レンズ５４から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。第１のダイクロイックミラー６１を透過した赤色光は、反射ミラー６８で反射され、フィールドレンズ６６を通って赤光用の液晶パネル１２Ｒに達する。このフィールドレンズ６６は、重畳レンズ５４から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネルの前に設けられたフィールドレンズ６２、６５も同様である。
第１のダイクロイックミラー６１で反射された青色光と緑色光のうちで、緑色光は第２のダイクロイックミラー６０によって反射され、フィールドレンズ６５を通って緑光用の液晶パネル１２Ｇに達する。一方、青色光は、第２のダイクロイックミラー６０を透過し、導光光学系、すなわち、入射側レンズ５９を透過し、反射ミラー５７で反射し、リレーレンズ５６を透過して反射ミラー５８で反射し、さらに、フィールドレンズ６２を通って青色光用の液晶パネル１２Ｂに達する。

３つの液晶パネル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、入射した光を、与えられた画像情報（画像信号）に従って変調する光変調手段としての機能を有している。これにより、３つの液晶パネル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに入射した各色光は、与えられた画像情報に従って変調されて各色光の画像を形成する。３つの液晶パネル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから射出された３色の変調光は、クロスダイクロイックプリズム６４に入射する。
クロスダイクロイックプリズム６４は、３色の変調光を合成してカラー画像を形成する。クロスダイクロイックプリズム６４には、赤光を反射する誘電体多層膜と、青光を反射する誘電体多層膜と、が４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３色の変調光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。クロスダイクロイックプリズム６４で生成された合成光は、投射レンズ２の方向に射出される。

以下に、本実施形態における遮蔽物検知及び保護動作の開始処理を詳細に説明する。
本実施形態においては、遮蔽物を検出する手段としてプロジェクタ筐体上面の投射部周辺に圧力センサーを配置し、この圧力センサーによって、所定レベル以上の圧力を検出した場合に、マイコン制御部２０が、遮蔽物がプロジェクタ装置上面の投射部付近に載せられたと判断して保護動作を開始する。
図６は、マイコン制御部による遮蔽物検出及びそれに続く保護動作に係るフローチャートである。
図４に示す圧力センサー８から、圧力の検知信号が入力されると（ステップＳ１０でＹｅｓ）、マイコン制御部２０は、その検知信号が示す圧力の大きさに応じた重さ（筐体１ａの上面１ｂにかかる荷重）が、所定の重さ以上か否かを判断する（ステップＳ１１）。
判断の結果、所定の重さ以上であると判断される場合は（ステップＳ１１でＹｅｓ）、圧力センサー８からの検知信号が所定時間継続して入力されるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
判断の結果、検知信号の入力が所定時間継続していると判断される場合は（ステップＳ１２でＹｅｓ）、筐体１ａの上面１ｂに遮蔽物が載置されているとして、プロジェクタ装置の保護動作を開始する（ステップＳ１３）。
圧力の検知信号に応じた荷重が所定重さ以下であり（ステップＳ１１でＮｏ）、また、所定重さ以上であっても、それが所定時間継続しない場合は（ステップＳ１２でＮｏ）、筐体１ａの上面１ｂに遮蔽物は載置されていないとして保護動作を行わず、通常動作を継続する（ステップＳ１４）。

以上のように、遮蔽物検知と保護動作開始の判断基準となる項目は、圧力センサーにより検知される圧力と、検知の継続時間である。
なお、基準となる遮蔽物の重さは、例えば、４ｇとすることが出来る。これは、一般的なＡ４サイズのコピー用紙１枚の重さが約４ｇであるためである。
また、圧力の大きさだけでは、前述したように操作部７の操作ボタンを押下した場合に誤検出が発生する可能性があるため、これを軽減するため圧力のかかっている時間も判断材料としている。所定の時間としては、例えば１秒とすることが出来る。ただし、操作ボタンは断続的に押下されることもあるので単純に継続時間だけではなく、断続的に圧力が検出された場合（断続的に検出信号が入力された場合）は操作ボタンが押下されたと判断させ、保護操作を行わないようにしても良い。
また、操作部７の操作の影響を受けないように、投射部６における操作部７から十分に離れた位置に圧力センサー８を設けた場合には、圧力の大きさのみを判断材料にするようにすることも出来る。

遮蔽物を検出した場合のプロジェクタの保護動作としては、例えば、マイコン制御部２０は、信号処理回路（映像信号処理部）１１を制御して液晶パネル１２に画像を表示させ、投射レンズ２から投射する光量を制限する。
液晶プロジェクタにおいて黒を表現する場合には、液晶パネル１２に含まれる液晶素子をパネル駆動部１３によって光が透過しないようにする。よって、全画面を黒にすれば、液晶プロジェクタから出射され光量を制限することが可能である。
また、ランプ点灯処理部１６を制御してランプＬを消灯させプロジェクタ装置１の動作を停止させても良い。
また、圧電ブザーなどをプロジェクタ装置１に備え、これを制御して警告音を鳴らす、あるいはスピーカーを設けてあらかじめ設定しておいた警告メッセージを鳴らすようにしても良い。
さらに、投射部６付近に送風口を備え、圧力検知信号に応じた遮蔽物の重さが、コピー用紙数枚程度の重さであれば、送風口より風を吹きつけてコピー用紙を吹き飛ばすようにしても良い。
この場合の風は、筐体内部１ａ内部を冷却する風を用い、必要に応じて、送風口の角度を切り替えて風をコピー用紙に風を吹き付けられるようにすればよい。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、上面に投射部を配置したプロジェクタにおいて、その上面に圧力センサーを配置することにより投射レンズ上に遮蔽物が載せられたことを検出して保護機能を動作させることが出来る。
なお、上記に説明した実施例においては、投射部が筐体上面に設けられたプロジェクタ装置について説明したが、これに限定されることはない。また、筐体上面とは、水平な面のみならず傾斜面等々、投射部を配置することが可能な面を全て含む。
また、投射部６が筐体１ａの上面１ｂに配置されているタイプのみならず、投射部６が側面（横側）に配置されているタイプのプロジェクタにおいても、紙類や布類を筐体上面に遮蔽物を載せた結果、筐体上面からはみ出した部分が投射部に垂れかかるなどして投射部６を遮蔽し、同様の問題が生じる可能性もある。
従って、投射部６が横側に配置されている所謂横置きで使用するプロジェクタにおいても、筐体上面に圧電センサーを設けることで、上面に載せられた遮蔽物を検知して、保護動作を実行させることが出来る。

１ プロジェクタ装置、１ａ 筐体、１ｂ 上面、２ 投射レンズ、３ 反射ミラー、４ 開口部、５ 防塵用フィルター、６ 投射部、７ 操作部、８ 圧力センサー、１０ 電源部、１１ 映像信号処理部、１２ パネル、１３ パネル駆動部、１５ 光学部、１６ ランプ点灯処理部、２０ マイコン制御部、３０ プロジェクタ本体、３１ 投射レンズ、３２ センサー、３３ 排気流、３４ 遮蔽物、Ｌ ランプ

特開２００１−０９２０１４公報

Claims (5)

1. 筐体と、
   該筐体内に備えた光源と、
   該筐体の一面に設けられ、前記光源からの光を投射する投射部と、
   前記筐体の前記一面に設けられ、前記投射部を遮蔽する物体からの荷重を検出する検出手段と、
   前記筐体の前記一面に設けられ、押圧操作が可能な操作部と、
   該検出手段が、所定値以上の荷重を検出した場合に、保護動作を実行する制御手段と、
   を備え、
   前記投射部は、前記一面において前記検出手段と前記操作部との間に設けられていることを特徴とするプロジェクタ装置。
2. 外部から入力される映像信号を処理する信号処理手段と、
   該信号処理手段によって処理された映像信号に基づく映像を表示し、該映像に基づき前記光源からの光を変調する変調手段と、を備え、
   前記保護動作を実行する場合には、前記変調手段に黒の映像を表示することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
3. 前記制御手段は、前記保護動作を実行する場合には、前記光源を消灯させるように制御することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
4. 音声出力手段を備え、
   前記制御手段は、前記保護動作を実行する場合には、前記音声出力手段により警告音を出力するように制御することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
5. 前記投射部の近傍に送風口を備え、
   前記制御手段は、前記保護動作を実行する場合には、前記送風口より前記物体に風を当てるように制御することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。

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