(57)【要約】  【課題】  冷却風中の塵の影響がない良好な表示品質の液晶プロジェクタを提供する  【解決手段】  ファンで送られる空気を冷却風として液晶パネル等を冷却する液晶プロジェクタにおいて、液晶パネル１に透明導電部材２を形成した液晶パネル部と、所定の交流電圧を印加する電圧発生器５とを備え、電圧発生器５から導電性部材２に所定の交流電圧を印加することにより、液晶パネル部への塵の付着を防止し、さらには付着した塵特に非導電性の塵の除去を実現することができる【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を、画像を表示するための液晶パネルに導いた後、前記液晶パネルからの光を投射レンズにより投射する液晶プロジェクタにおいて、前記液晶パネルの表面に透明導電部材からなる導電層を配置し、前記導電層に所定の交流電圧を印加する電圧発生器とを備えたことを特徴とした液晶プロジェクタ。
【請求項２】
前記導電層は、前記液晶パネルの両面に形成されていることを特徴とした請求項１に記載の液晶プロジェクタ。
【請求項３】
前記液晶パネルは、その両面に透明絶縁層を配置し、前記透明絶縁層の表面に導電層を配置したことを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ。
【請求項４】
前記所定の交流電圧は、１００Ｖから３ｋＶの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ。
【請求項５】
光源からの光を、画像を表示するための液晶パネルに導いた後、前記液晶パネルからの光を投射レンズにより投射する液晶プロジェクタにおいて、前記液晶パネルの表面に透明導電部材から成る導電層を配置し、前記透明導電層に所定の交流電圧を印加するための電圧発生器と、前記電圧発生器に前記所定の交流電圧の印加もしくは停止を指示する制御信号を送る制御部と、前記投射レンズからスクリーン上に投射されたテスト画像を撮影して二値化画像に変換し、前記二値化画像の暗部と明部の面積比（暗部／明部）を計算して前記制御部に出力する検出部と、前記面積比が所定の値よりも大きければ前記所定の交流電圧を印加し、前記面積比が所定の値より小さければ前記所定の交流電圧を停止する制御を行う制御部を持つことを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項６】
前記導電層は、前記液晶パネルの両面に形成されていることを特徴とした請求項５に記載の液晶プロジェクタ。
【請求項７】
前記表示部は、前記液晶パネルの両面に透明絶縁層を配置し、前記透明絶縁層の表面に導電層を配置したことを特徴とする請求項５に記載の液晶プロジェクタ。
【請求項８】
前記所定の交流電圧は、１００Ｖから３ｋＶの範囲にあることを特徴とする請求項５に記載の液晶プロジェクタ。
【請求項９】
前記テスト画像は、全ての画像の色と輝度値が同一であることを特徴とする請求項５に記載の液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強制冷却の冷却風中の塵等に起因する表示不良を防止する機能を備えた液晶プロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタは、液晶のスイッチング作用や偏光板による整流作用によって遮断光が生じ、この遮断光は熱に変換される。従って、液晶パネルと偏光板等から構成される液晶ライトバルブとその近傍は高温となり、液晶パネル等の劣化を低減するために冷却が必要である。通常、冷却はファンによる空気流を用いるが、空気流中に存在する大きさ数１０ミクロン程度の塵が、静電気による帯電によって液晶パネル等の表面に付着し、画像品質の低下を引き起こすという問題があった。
【０００３】
その対策として、液晶パネルの両外面上に透明導電部材を形成し、この透明導電部材をアースすることにより液晶パネルを電気的に中性にして帯電した塵の吸着を防止する方法（例えば、特許文献１参照）やイオナイザを利用したコロナ放電によりイオン化した空気流を流して塵と対象物を同電位に帯電させ、その電気的反発を用いて塵の付着を防止する方法（例えば、特許文献２参照）があった。
【特許文献１】特開２０００−１８０８１６号公報（第２−４頁、第３図）
【特許文献２】特開２００１−６８２９３号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１に開示された従来の構成では、液晶パネルの両外面上に透明導電部材を形成し、この透明導電部材をアースしている。従って、金属粉などからなる導電性の塵は、アースされた導電材と接触したとき、その塵に帯電した電荷が導電材に移動して電気的に中性となるので、液晶パネルに付着しない。ところが、セルロースやプラスティックなどの導電性をもたない非導電材の塵においては、アースされた導電材と接触しても塵に帯電した電荷は分布状態が変化するだけで導電材に移動することはないので、液晶パネルに付着してしまう。通常の使用状態で生じる塵は、衣類の木綿繊維やプラスティック片等の非導電性材料からなる塵が大半である。従って、特許文献１の発明では、このような非導電性の塵に対する効果が乏しいという課題を有していた。
【０００５】
また、特許文献２に開示されている従来の構成では、コロナ放電によりイオン化した空気流を流して塵と対象物を同電位に帯電させる発明である。この場合は、イオナイザで生成するイオンは電極から離れると著しく減少するため、液晶パネルや偏光板の近傍にイオン源を設置しなければならない。そのため、コンパクトな設計を行うことが難しく、またコストアップになる。さらには、イオナイザにより人体に有害なオゾンが発生するため、オゾン防止対策を行う必要があるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷却風中の塵を簡単な構成で液晶パネルに付着させない良好な表示品質が実現でき、さらには付着した塵が導電性、非導電性いずれの場合でも確実に除去して良好な表示品質が再現できる液晶プロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、光源からの光を、画像を表示するための液晶パネルに導いた後、前記液晶パネルからの光を投射レンズにより投射する液晶プロジェクタにおいて、前記液晶パネルの表面に透明導電部材からなる導電層を配置し、前記導電層に所定の交流電圧を印加する電圧発生器とを備えたことを特徴とした液晶プロジェクタ。
【０００８】
さらに本発明は、前記導電層は、前記液晶パネルの両面に形成されていることを特徴とした請求項１に記載の液晶プロジェクタ。
さらに本発明は、前記液晶パネルは、その両面に透明絶縁層を配置し、前記透明絶縁層の表面に導電層を配置したことを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ。
【０００９】
さらに本発明は、前記所定の交流電圧は、１００Ｖから３ｋＶの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクタ。
さらに本発明は、光源からの光を、画像を表示するための液晶パネルに導いた後、前記液晶パネルからの光を投射レンズにより投射する液晶プロジェクタにおいて、前記液晶パネルの表面に透明導電部材から成る導電層を配置し、前記透明導電層に所定の交流電圧を印加するための電圧発生器と、前記電圧発生器に前記所定の交流電圧の印加もしくは停止を指示する制御信号を送る制御部と、前記投射レンズからスクリーン上に投射されたテスト画像を撮影して二値化画像に変換し、前記二値化画像の暗部と明部の面積比（暗部／明部）を計算して前記制御部に出力する検出部と、前記面積比が所定の値よりも大きければ前記所定の交流電圧を印加し、前記面積比が所定の値より小さければ前記所定の交流電圧を停止する制御を行う制御部を持つことを特徴とする液晶プロジェクタ。
【００１０】
さらに本発明は、前記導電層は、前記液晶パネルの両面に形成されていることを特徴とした請求項５に記載の液晶プロジェクタ。
さらに本発明は、前記表示部は、前記液晶パネルの両面に透明絶縁層を配置し、前記透明絶縁層の表面に導電層を配置したことを特徴とする請求項５に記載の液晶プロジェクタ。
【００１１】
さらに本発明は、前記所定の交流電圧は、１００Ｖから３ｋＶの範囲にあることを特徴とする請求項５に記載の液晶プロジェクタ。
さらに本発明は、前記テスト画像は、全ての画像の色と輝度値が同一であることを特徴とする請求項５に記載の液晶プロジェクタ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液晶プロジェクタによれば、液晶パネルに冷却風中の塵が付着することを未然に防止すること、さらには液晶パネルに付着した塵特に非導電性の塵を確実に除去することができるので、塵による表示品質の低下の無い高精彩の液晶プロジェクタを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の液晶プロジェクタの実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における液晶プロジェクタの要部断面図を示す。
図１において、液晶プロジェクタの筺体内部の光軸上の所定の位置に配置したプリズム４に平行して、透明導電部材２を両面に設けた液晶パネル１が設置されるとともに、送風フィン６とフィルタ７からなる冷却ファン８が、液晶パネル１に冷却風を送る位置に配置されている。透明導電部材２は、常時もしくは必要に応じて所定の交流電圧を印加する電圧発生器５に接続されている。
【００１５】
液晶パネル１に送られる冷却風中の塵の大半はフィルタ７で除去される。しかし、液晶パネル１や偏光板等のライトバルブを十分に冷却するには、一定量以上の風量が必要なためフィルタ７の細孔は極端に小さくできない。そのため、フィルタ細孔と同じもしくはそれよりもやや大きい数１０ミクロンの大きさの塵は通過してしまう。フィルタ細孔を抜けて液晶パネル近傍まで運ばれた塵は、フィルタや空気流等との摩擦によって帯電しており、相対的に電位差がある液晶パネルに静電吸着する。しかしながら、本発明に示したように透明導電部材２に、一定周期で電位が変化する交流電圧を電圧発生器５から印加すると、液晶パネル表面と塵は電気的親和力と電気的反発力が交互に発生し、電気的に中和された状態となり、液晶パネルに対して塵が積極的に吸着することがなくなり、塵の付着を防止することができる。
【００１６】
また、既に塵が付着している液晶パネルの透明導電部材２に、一定周期で電位が変化する交流電圧を電圧発生器５から印加すると、液晶パネル表面と塵が同電位となり、電気親和力がなくなる時間帯が生じ、塵が冷却風から受ける風圧によって対象物から離れやすくなる。この方式は塵が木綿繊維やプラスティック片など非導電性材料からなり、アースされた導電材と接触しても塵に帯電した電荷は分布状態が変化するだけで導電材に移動することがなく、アースによる静電荷除去が困難な場合、特に有効である。
【００１７】
また、図２は、本発明の実施の形態１における液晶パネル部の要部拡大断面図を示す。（ａ）は、液晶パネル１の両面に直接、ＩＴＯなどの透明導電部材を形成した構造で、小型化が容易かつ低コストに構成できる。一方、（ｂ）は、透明導電部材２が液晶パネル１の両面に貼り合わせたガラスやプラスティックなどからなる透明絶縁部材３上に形成された構造なので、電圧印加に対する高い信頼性を有する。また、光学焦点が絞られる液晶パネルから、透明絶縁部材３を配置することにより塵付着位置を遠ざけることが出来るので、デフォーカス機能を有することができる。本発明においては、目的に応じて（ａ）、（ｂ）何れの方式を用いてもよい。
【００１８】
また、図３は、本発明の実施の形態１における液晶プロジェクタの概要図を示す。図３において、液晶プロジェクタの投射用光学ユニット１１には光源ランプ１０、液晶パネル部４０、プリズム４、投射レンズ１２が配置され、投影レンズ１２の先には画像を映し出すスクリーン２１が配置されている。液晶パネル部４０は図２の（ａ）もしくは（ｂ）の構成から成り、交流電圧を印加する電圧発生器５に繋がっている。
液晶プロジェクタ使用時に電圧発生器５から液晶パネル部４０の導電層２へ所定の交流電圧を印加することで液晶パネル表面に付着した塵は電気的に中和される。従って、冷却ファン８により液晶パネル部４０に送風することにより、液晶パネルへの塵の付着の防止や、既に静電吸着していた塵の除去が、容易に出来る。
【００１９】
導電層２に印加する交流電圧は、塵の材質、湿度、冷却ファンの風量、及び冷却風が通過する流路の構造や材質などによって異なる。一般的には、印加電圧は大きいほど好ましい。本発明の考案者は、様々な実験を行った結果、交流電圧３ｋＶより高電圧では、液晶パネルの表示不良や動作不良が確認され、１００Ｖ未満では木綿繊維などの静電吸着が防止できなかった。従って本発明における導電層２への印加電圧は、交流電圧１００Ｖ以上、３ｋＶ以下が適当である。
【００２０】
また、本発明の実施のための交流電圧を発生する技術として、多機能安全規格試験アナライザーが公知であり、例えば松定プレシジョン（株）製ＰＯＰ２００あるいは（株）計測技術研究所製ＰＡ−２００２及び７７４０が知られている。これらの公知技術を用いて、本発明を実施するための電圧発生器５は、容易に実現できる。
【００２１】
以上のように、本実施の形態１においては、液晶パネルに透明導電部材から成る導電層を形成し、前記導電層に１００Ｖ〜３ＫＶの交流電圧を印加することにより、液晶パネル部表面に接触した塵は電気的に中和される。従って、塵が液晶パネル部に静電吸着することを防止できる。また既に塵が付着している液晶パネル部に電圧を印加することによって液晶パネル部表面と塵が同電位となるため、塵が冷却風から受ける風圧によって対象物から離れやすくなり、液晶パネル部から塵の除去が可能となる。従って良好な表示品質を維持できる液晶プロジェクタが実現できる。
【００２２】
また、本発明の形態では、透明導電部材を形成する対象は、塵が付着してスクリーンに投影された像の表示品質が低下する部材に対して有効であり、液晶パネル以外に偏光板やレンズなどにも適用できる。
【００２３】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における液晶プロジェクタの塵検知及び除去システムの概要図を示す。図４において、液晶プロジェクタの投射用光学ユニット１１には光源ランプ１０、液晶パネル部４０、プリズム４、投射レンズ１２が配置され、投射レンズ１２の先には画像を映し出すスクリーン２１が配置されている。液晶パネル部４０は実施の形態１の構成と同様に液晶パネルの両面上にＩＴＯなどからなる透明導電部材が形成されている。スクリーン２１上の画像２０を捉えて塵の付着を検出する検出部１４には撮像レンズ１３を有するビデオカメラなどが配置され、検出部で撮像された像の陰影の大きさに応じて信号を発生する制御部１５を介して、導電性透明部材に交流電圧を印加する電圧発生器５に繋がっている。
【００２４】
塵検知および除去システムは、例えば以下のように実施される。即ち、スクリーン２１上に白色光のテストパターンを投影し、液晶プロジェクタの下部に設けられた検出部１４で塵の付着状態をスクリーン上の陰影としてモニターする。制御部１５は得られた陰影を二値化した後、暗部と明部の面積比（暗部／明部）を計算する。この面積比は、液晶パネル部４０に付着した塵の量や大きさに比例するため、この面積比が、前もって設定された塵除去が必要とされる閾値を越えた場合、電圧発生器５に信号が送られ、液晶パネル部４０の透明導電部材に所定の電圧が印加される。その結果、実施の形態１の場合と同様に、液晶パネル部に付着した塵が確実に除去される。また、塵が除去されてスクリーン上の陰影が減少した情報は検出部１４でモニターされ、制御部１５から信号が電圧発生器５に送られ、電圧印加が停止される。
【００２５】
以上のように、本発明の実施の形態２おいては、白色光からなるテストパターンをスクリーンに投射し、その投射画像を検出部１４で撮影して液晶パネル部４０の塵の量を検出し、塵が所定の量を越えたときに電圧発生器５により１００Ｖ〜３ＫＶの交流電圧を液晶パネル部４０の導電層２に印加することにより、液晶パネル部４０に付着した塵の除去を容易に行うことが出来る。また、検出部１４にて液晶パネル部４０に付着した塵の量が所定の値より少ないと判断した時は、電圧発生器５の印加電圧を停止するため、電力消費を抑制することができる。
【００２６】
なお、本実施例では、白色光をテストパターンとしたが、テストパターンの全画素が同一の色及び輝度値を有していれば良く、白色光に限るものでは無い。
【００２７】
また、本実施例を電源投入直後のセルフテストや一定の使用時間経過後のメンテナンステストなどに適用することで、液晶パネル部に付着する塵の発生を自動的に抑制することが出来、信頼性が高くメンテナンスフリーの高品位液晶プロジェクタを容易に実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明にかかる液晶プロジェクタは、液晶パネルに冷却風中の塵が付着することを未然に防止すること、さらに液晶パネルに付着した塵特に非導電性材料からなる塵を確実に除去することができるので、高精彩の液晶プロジェクタを、塵による表示品質の低下なく実現できる技術として有用である。
【００２９】
また、本発明にかかる液晶プロジェクタは、任意のタイミングにおける表示品質の自動検査および液晶パネルに付着した塵の自動除去ができるので、塵に対する信頼性が高くメンテナンスフリーの製品が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における液晶プロジェクタの要部断面図
【図２】本発明の実施の形態１における液晶パネル部の要部拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態１における液晶プロジェクタの概要図
【図４】本発明の実施の形態２における液晶プロジェクタの塵検知及び除去システムの概要図
【図５】従来の液晶パネル部の要部拡大断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  液晶パネル
２  透明導電部材
３  透明絶縁部材
４  プリズム
５  電圧発生器
８  冷却ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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