(57)【要約】      （修正有）【課題】塵埃によって汚れた集塵フィルタを手で触れることなく、容易に取り外しが可能な投射型映像表示装置を提供する。【解決手段】投射型映像表示装置は、塵芥を吸着する集塵フィルターと、当該投射型映像表示装置の内部に向けて前記集塵フィルタを装着するフィルターカバーと、前記フィルターカバーの端部に回動可能に設けられ、前記集塵フィルターを両端保持する２つのフィルタ保持部から成るフィルターが当該投射型映像表示装置の吸気口に着脱可能に装着されるようにした。さらに、前記フィルタを着脱する際に、前記フィルタ保持部を着脱ガイドとする嵌合部を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を吸気して内部冷却する投射型映像表示装置において、
塵芥を吸着する集塵フィルターと、
当該投射型映像表示装置の内部に向けて前記集塵フィルタを装着するフィルターカバーと、
前記フィルターカバーの端部に回動可能に設けられ、前記集塵フィルターを両端保持する２つのフィルタ保持部から成るフィルターが当該投射型映像表示装置の吸気口に着脱可能に装着されることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
前記フィルタを着脱する際に、前記フィルタ保持部を着脱ガイドとする嵌合部を備えたことを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の投射型映像表示装置において、
前記集塵フィルタが装着されて前記フィルタ保持部が所定位置にあるときに、前記嵌合部に前記フィルタ保持部が嵌合して、前記フィルタが当該投射型映像表示装置に装着されることを特徴とする投射型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶パネルなどのライトバルブ素子を使用した投射型映像表示装置の集塵フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型映像表示装置は、光源となる高発熱の水銀ランプと、耐熱温度の低い例えば液晶パネルなどのライトバルブ素子や偏光板などを備えている。そのため、投射型映像表示装置では内部に冷却ファンと冷却風の流路となるダクトを備え、冷却ファンで外気を取り込み、取り込んだ外気を流路となるダクトに導き、ダクトを介してライトバルブ素子、偏光板などに吹き付けて冷却構造を有するものが多い。この構成では、取り込んだ外気に含まれる塵埃がライトバルブ素子や偏光板などの透光面に付着すると、付着した塵埃が拡大投射されて投射映像の画質が低下する原因となることがある。
【０００３】
このため、外気を取り入れる吸気口に集塵フィルタを設け、装置内部に取り込む外気の塵埃を除去するようにしている。この集塵フィルタは、稼動経過と共に塵埃により目詰まりを起こすので、稼動経過と共に、冷却ファンが取り込む空気の流入量が減少し、冷却能力が低下する。そこで、定期的に集塵フィルタを交換する必要がある。
【０００４】
従来の投射型映像表示装置では、特許文献１に記載されているように着脱する集塵フィルタを取り付けたフィルタカバーに設け、これを、投射型映像表示装置の筐体から着脱できるようにして、フィルタの交換を容易におこなえるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５８８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１にはフィルタカバーの着脱について開示され、集塵フィルタが目詰まりを起こしたときは、集塵フィルタのみを交換すればよく、フィルタカバーは繰り返し再利用可能なものである。詳しくは、集塵フィルタはフィルタカバーに固定されており、集塵フィルタのみを交換する時には、集塵フィルタをフィルタカバーから取り外す必要がある。このため、塵埃によって汚れた集塵フィルタを手で触って取り外さなければならず、ユーザは集塵フィルタの交換作業に煩雑さを感じる問題があった。
【０００７】
また、特許文献１では集塵フィルタの装着確認について言及されておらず、集塵フィルタ交換の際、ユーザが集塵フィルタの装着を忘れてしまった場合、外気に含まれる塵埃が進入してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、集塵フィルタ交換時の煩雑な作業を軽減でき、さらに、集塵フィルタの未装着を防止する投射型映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本願発明の投射型映像表示装置は、塵芥を吸着する集塵フィルターと、当該投射型映像表示装置の内部に向けて前記集塵フィルタを装着するフィルターカバーと、前記フィルターカバーの端部に回動可能に設けられ、前記集塵フィルターを両端保持する２つのフィルタ保持部から成るフィルターが当該投射型映像表示装置の吸気口に着脱可能に装着されるようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザは、集塵フィルタ交換時の作業を簡易に行うことができるので、塵埃の付着による投射映像の画質低下を防止することができる。
また、集塵フィルタの交換時にフィルタ未装着のままフィルタカバーを装着する誤装着を防止することができるので、投射型映像表示装置の信頼性を低下させることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例の投射型映像表示装置を上側から見た模式平面構成図である。
【図２】実施例の投射型映像表示装置の内部構成を示す斜視図である。
【図３】実施例の野多翼送風機Ａ７０近傍の断面図である。
【図４（ａ）】フィルタカバーを示す図である。
【図４（ｂ）】フィルタカバーを示す図である。
【図５（ａ）】集塵フィルタの取り外しを示す図である。
【図５（ｂ）】集塵フィルタの取り外しを示す図である。
【図６（ａ）】装着検知部材の説明図である。
【図６（ｂ）】装着検知部材の説明図である。
【図７（ａ）】フィルタカバー１００の装着の様子を示した斜視図である。
【図７（ｂ）】フィルタカバー１００の装着の様子を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、この発明の実施例を図面に基づき説明する。まず、実施例1に関わる投射光学系の概略構成について説明する。
図１は、本実施例に係る投射型映像表示装置の投射光学系を上側から見た模式平面構成図である。図１に示すように、投射光学系は、光源ユニット３と、光源ユニット３からの光の照度分布の一様化（均一化）を図るとともに色分離してライトバルブ素子である液晶パネル６（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）に照射する照明光学／色分離ユニット４と、各液晶パネル６（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）で形成した各光学像を光合成プリズム８で合成して投射レンズ９で投射するプリズムユニット５とから構成される。
【００１３】
光源ユニット３は、超高圧水銀ランプ，メタルハライドランプ，キセノンランプ，水銀キセノンランプ，ハロゲンランプ等の白色ランプであるランプ３ａと、ランプ３ａからの光束を反射させて平行光に変換して出射させる、円形乃至多角形の出射開口を持つリフレクタ３ｂとからなる。この光源ユニット３からの光は、ライトバルブ素子である例えば液晶パネル６（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）を通過して投射レンズ９に向かい、図示しないスクリーンへ投影される。
【００１４】
ランプ３ａから放射される光は、例えば放物面のリフレクタ３ｂで反射されて光軸に平行となり、照明光学／色分離ユニット４に入射する。照明光学／色分離ユニット４に入射した光は、まず第１アレイレンズ４０３に入射する。第１アレイレンズ４０３は、入射した光をマトリックス状に配設された複数のレンズセルで複数の光に分割して、効率よく第２アレイレンズ４０４と偏光変換素子４０５を通過するように導く。即ち、第１アレイレンズ４０３はランプ３ａと第２アレイレンズ４０４の各レンズセルとが互いに物体と像の関係（共役関係）になるように設計されている。
【００１５】
第１アレイレンズ４０３と同様に、マトリックス状に配設された複数のレンズセルを持つ第２アレイレンズ４０４は、構成するレンズセルそれぞれが対応する第１アレイレンズ４０３のレンズセルの形状を液晶パネル６（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）に投影する。この時、偏光変換素子４０５で第２アレイレンズ４０４からの光は所定の偏光方向に揃えられ、そして、第１アレイレンズ４０３の各レンズセルの投影像は、それぞれ集光レンズ４０６、およびコンデンサレンズ４１３，４１４，第１リレーレンズ４１５，第２リレーレンズ４１６，第３リレーレンズ４１７により各液晶パネル６（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）上に重ね合わせられる。
【００１６】
なお、第２アレイレンズ４０４とこれに近接して配設される集光レンズ４０６とは、第１アレイレンズ４０３と液晶パネル６（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）とが、互いに物体と像の関係（共役関係）になるように設計されているので、第１アレイレンズ４０３で複数に分割された光束は、第２アレイレンズ４０４と集光レンズ４０６によって、液晶パネル６（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）上に重畳して投影され、実用上問題のないレベルの均一性の高い照度分布の照明が可能となる。
【００１７】
その過程で、ダイクロイックミラー４１１により、例えばＢ光(青色帯域の光)は反射され、Ｇ光(緑色帯域の光)およびＲ光(赤色帯域の光)は透過されて２色の光に分離され、更に、Ｇ光とＲ光はダイクロイックミラー４１２によりＧ光とＲ光に分離される。例えば、Ｇ光はダイクロイックミラー４１２で反射され、Ｒ光はダイクロイックミラー４１２を透過して３色の光に分離される。
【００１８】
この光の分離の仕方は種々考えられ、ダイクロイックミラー４１１でＲ光を反射させ、Ｇ光及びＢ光を透過させてもよいし、Ｇ光を反射させ、Ｒ光及びＢ光を透過させてもよい。ここでは、Ｂ光はダイクロイックミラー４１１を反射して、反射ミラー４１０で反射され、コンデンサレンズ４１３を通してプリズムユニット５に入射する。
【００１９】
また、ダイクロイックミラー４１１で透過されたＧ光及びＲ光の内、Ｇ光はダイクロイックミラー４１２で反射され、コンデンサレンズ４１４を通してプリズムユニット５に入射する。さらに、Ｒ光はダイクロイックミラー４１２を透過し、第１リレーレンズ４１５で集光され、反射ミラー４０８で反射され、第２リレーレンズ４１６で集光され、反射ミラー４０９で反射された後、第３リレーレンズ４１７で集光されてプリズムユニット５に入射する。
【００２０】
プリズムユニット５は、光合成プリズム８の相隣接する３面にＲ光用液晶パネル６Ｒ，Ｇ光用液晶パネル６Ｇ，Ｂ光用液晶パネル６Ｂがそれぞれ入射側偏光板７ａ（７ａＲ，７ａＧ，７ａＢ），出射側偏光板７ｂ（７ｂＲ，７ｂＧ，７ｂＢ）とともに装着され、残りの面に投射レンズ９が装着されたものである。
【００２１】
プリズムユニット５に入射したＢ光，Ｇ光，Ｒ光は、各色光の入射側偏光板７ａ，液晶パネル６，出射側偏光板７ｂを通る過程で、それぞれ図示しない映像信号に応じた光学像に変換され、光合成プリズム８によってカラー映像として合成された後、例えばズームレンズであるような投射レンズ９を通過し、図示しないスクリーンに到達する。液晶パネル６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ上に光強度変調で形成された光学像は、投射レンズ９によりスクリーン上に拡大投影され表示装置として機能するものである。
【００２２】
図１では、第１の光路（Ｂ光）と第２の光路（Ｇ光）にはリレーレンズは使用されていないが、第３の光路（Ｒ光）にはＢ光，Ｇ光と光路長を等しくするためのリレーレンズが使用されている。また、第１アレイレンズ４０３、第２アレイレンズ４０４、集光レンズ４０６等は所謂周知のオプティカルインテグレータを構成している。
【００２３】
入射側偏光板７ａ，出射側偏光板７ｂや液晶パネル６は照射される光で発熱する。これらの光学部品は許容温度が低いので、多翼送風機Ａ７０を用い、冷風を送ることで冷却している。また、光源ユニット３は、前述のとおり、ランプ３ａで発光した光を照明光学／色分離ユニット４に射出するユニットであるが、電力を光に変換する際、ランプ３ａにて熱損失を生じ、またランプ３ａから射出する可視光成分以外の例えば赤外線や紫外線の輻射成分によってリフレクタ３ｂが非常に高温となる。
【００２４】
そこで、多翼送風機Ｂ７１を用いて空気の流れ（風）を生じさせ、風で例えばリフレクタ３ｂの表面で熱交換を行わせ、温度が上がった高温の空気の流れ（熱風）を軸流送風機１０によって投射型映像表示装置１の外に放出させて、冷却するようにしている。
【００２５】
図２は、投射型映像表示装置の内部構成を説明する斜視図である。上述した投射光学系である光源ユニット３、照明光学／色分離ユニット４、プリズムユニット５、投射レンズ９は、投射型映像表示装置１の内部で、それぞれ図に示すように配置されている。電源ユニット２は、光源ユニット３の近傍に配置されており、光源ユニット３に電力を供給している。
【００２６】
多翼送風機Ａ７０は、図に示すように投射レンズ９の近傍２箇所に配置されており、装置外部から空気を取り込み、その空気をダクト５００により、プリズムユニット５の液晶パネル６、入射側偏光板７ａ、出射側偏光板７ｂに送ることで冷却している。また、多翼送風機Ｂ７１は照明光学／色分離ユニット４近傍に配置し、装置内部の空気を、ダクト（図示せず）を用いて光源ユニット３に送って冷却している。その後、軸流送風機１０によって投射型映像表示装置外に放出させている。
【００２７】
図３は、多翼送風機Ａ７０近傍の断面図である。多翼送風機Ａ７０を稼動させると、図に示すように、筐体底面部の吸気口５０１より、外部の空気が矢印で示すように流入する。流入した空気はダクト５００により多翼送風機Ａ７０に取り込まれ、図示しないダクトを通り、液晶パネル６や偏光板７に吹き付けられる。これにより、プリズムユニット５の温度上昇を抑えるようになっている。ここで、吸気口５０１部には集塵フィルタ２００、さらに集塵フィルタ２００を固定するフィルタカバー１００設けられている。集塵フィルタ２００を設けるのは次の理由による。
【００２８】
液晶パネル６や偏光板７などは、冷却空気に含まれる塵埃が当該素子の透光面に付着すると、付着した塵埃が拡大投射され画質が劣化する。そのため、冷却風を取り込む吸気口５０１部に集塵フィルタ２００を配置し、吸気口５０１から流入する塵埃を除去している。
【００２９】
上記のように集塵フィルタ２００で、塵埃が除去された冷却風で液晶パネル６や偏光板７を冷却するので、これらの透光面には塵埃は付着せず、投射画像の劣化を招くことは無い。
【００３０】
しかしながら、投射型映像表示装置１では累積稼働時間が大きくなるとともに集塵フィルタ２００付着する塵埃が多くなっていき、最終的には集塵フィルタ２００は目詰まり状態となる。集塵フィルタ２００が目詰まり状態となると、吸気口５０１から取り込む冷却空気が減少し、液晶パネル６や偏光板７を十分に冷却することができなくなる。そのため、定期的に集塵フィルタ２００の交換を行うことが必要になる。
【００３１】
次に、集塵フィルタ２００の交換について説明する。集塵フィルタ交換のは、集塵フィルタ２００が固定されたフィルタカバー１００を投射型映像表示装置１から取り外し、新しいものと交換する。このとき、フィルタカバー１００は繰り返し利用可能なものであるため、コスト、環境の面からも、再利用することが好ましい。よって、投射型映像表示装置１から取り外したフィルタカバー１００より、使用済み集塵フィルタ２００を取り外し、未使用集塵フィルタ１００を取り付け、投射型映像表示装置１に再装着している。
【００３２】
使用済み集塵フィルタ２００には大量の塵埃が付着しており、非常に汚れている。従来の投射型映像表示装置においては、ユーザがフィルタカバー１００から集塵フィルタ２００を取り外す際は、汚れた集塵フィルタ２００を手で触って取り外さなければならず、ユーザはフィルタ交換の作業を煩雑に感じるという問題がある。
【００３３】
そこで、本発明の投射型映像表示装置１においては、汚れた集塵フィルタ２００を手で触ることなく、容易にフィルタカバー１００から外すことが可能となっている。以下、その詳細を、図を用いて説明する。
【００３４】
図４はフィルタカバーを示す図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は断面図である。図４に示すように、本実施例のフィルタカバー１００は、フィルタカバー筐体１１０と、回動部材１２０と、装着検知部材１３０からなる。回動軸ａ１１１は、フィルタカバー筐体１１０に設けられており、回動部材１２０は回動軸ａ１１１と回動可能に勘合している。回動部材１２０には、フィルタ固定ツメ１２２と、回動の操作部１２１が設けられている。更に、回動部材１２０には、回動軸ｂ１２３が設けられており、装着検知部材１３０は回動軸ｂ１２３と回動可能に勘合されている。
【００３５】
以上のようにフィルタカバー１００が構成されるので、図４（ｂ）に示すように、通常使用時は、従来と同様に、集塵フィルタ２００はフィルタカバー１００に固定されており、フィルタ固定ツメ１２２により脱落を防止する構造になっているため、集塵フィルタ２００が容易に外れることは無い。
【００３６】
図５は集塵フィルタの取り外しを示す図であり、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は断面図である。図に示すように、回動部材１２０の操作部１２１を把持し、回動軸ａ１１１を軸として回動部材１２０を矢印方向に回動することで、集塵フィルタ２００を固定するフィルタ固定ツメ１２２が連動して回動し、集塵フィルタ２００はフィルタカバー１００から開放される。
【００３７】
同時に、回動部材１２０の一部が回動とともに集塵フィルタ２００を押し出すことで、集塵フィルタ２００を取り外すことが可能となる。以上のように、回動部材１２０を回動させることで、集塵フィルタ２００に触ることなく、集塵フィルタ２００をフィルタカバー１００から取り外すことができる。
【００３８】
図６は、装着検知部材の説明図である。図６（ａ）は集塵フィルタ２００が未装着時、図６（ｂ）は集塵フィルタ２００が装着時のフィルタカバー１００の断面図である。
図４で示したように、装着検知部材１３０は、回動部材１２０の回動軸ｂ１２３に、回動可能に勘合されている。図６（ａ）に示すように、装着検知部材１３０は、集塵フィルタ２００が未装着時には、その自重により傾き、操作部１２１と段差が生じるようになっている。
【００３９】
また、図６（ｂ）に示すように、集塵フィルタ２００を装着している状態では、装着検知部材１３０が集塵フィルタ２００の端面に押され、操作部１２１と形状差が無くなるようになっている。
【００４０】
図７投射型映像表示装置１にフィルタカバーを装着する様子を示す図である。図７（ａ）は集塵フィルタ２００未装着状態であり、図７（ｂ）は集塵フィルタ２００装着状態である。投射型映像表示装置１の筐体には、挿入の案内部５０２が設けられており、フィルタカバー１００の回動部材１２０に設けられた操作部１２１が、挿入の被案内部となるよう形成している。
【００４１】
図７（ａ）に示すように、集塵フィルタ２００を装着していない状態でフィルタカバー１００を投射型映像表示装置１に装着しようとすると、検知部材１３０と操作部１２１とで段差があるため、挿入の案内部５０２に挿入することができず、スライドの障害となるため、フィルタカバー１００は装着することができない。
【００４２】
また、図７（ｂ）に示すように、集塵フィルタ２００を装着している状態では、装着検知部材１３０が集塵フィルタ２００の端面に押される。これにより、装着検知部材１３０と操作部１２１との形状差が無くなるため、挿入の案内部５０２に挿入することができ、フィルタカバー１００を装着することができる。
【００４３】
以上述べたように、本実施例によれば、集塵フィルタ２００の着脱に際して、回動部材１２０を回動させることにより、容易に集塵フィルタ２００を取り外すことが可能となる。更に、集塵フィルタ２００の装着を検知する装着検知部材１３０により、集塵フィルタ２００の未装着時には、フィルタカバー１００が投射型映像表示装置１に装着できないようにしているため、確実に集塵フィルタ２００を装着した状態で投射型映像表示装置1を使用することができる。
【００４４】
なお、本発明を実施するための最良の形態を、上記記載で説明しているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して図示し、説明しているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、上述した実施形態に対し、詳細な構成部材の形状、材質、数量などにおいて、様々な変形、変更を加えることができるものである。したがって、詳細な構成部材の形状、材質、数量などにおいて、様々な変形、変更を加えて実施する場合も本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１：投射型映像表示装置、２：電源ユニット、３：光源ユニット、
４：照明光学／色分離ユニット、５：プリズムユニット、６：液晶パネル、
７：偏光板、７ａ：入射側偏光板、７ｂ：出射側偏光板、８：光合成プリズム、
９：投射レンズ、１０：軸流送風機、７０：多翼送風機Ａ（送風機）、
７１：多翼送風機Ｂ（送風機）、１００：フィルタカバー、
１１０：フィルタカバー筐体、１１１：回動軸ａ、
１２０：回動部材、１２１：操作部、１２２：フィルタ固定ツメ、
１２３：回動軸ｂ、１３０：装着検知部材、２００：集塵フィルタ、
５００：ダクト、５０１：吸気口、５０２：案内部
【図１】
2011186015.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５（ａ）】
2011186015.tif 000008
【図５（ｂ）】
2011186015.tif 000009
【図６（ａ）】
2011186015.tif 000010
【図６（ｂ）】
2011186015.tif 000011
【図７（ａ）】
2011186015.tif 000012
【図７（ｂ）】
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