(57)【要約】【課題】フィルタに捕集された塵埃をより効率的に除去することが可能な投射型画像表示装置を提供する。【解決手段】画像を生成して投射する画像投射部と、前記画像投射部を内部に収容し、少なくとも１つ以上の吸気口が設けられた筐体部と、前記吸気口から取り込んだ外部の空気が流れる流路部と、前記流路部に設けられたフィルタ部と、前記フィルタ部を叩打する衝撃付与部と、前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御する制御部と、を備える、投射型画像表示装置。【選択図】図１１
2018051666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を生成して投射する画像投射部と、
前記画像投射部を内部に収容し、少なくとも１つ以上の吸気口が設けられた筐体部と、
前記吸気口から取り込んだ外部の空気が流れる流路部と、
前記流路部に設けられたフィルタ部と、
前記フィルタ部を叩打する衝撃付与部と、
前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御する制御部と、
を備える、投射型画像表示装置。
【請求項２】
前記衝撃付与部による叩打の周期は、前記衝撃付与部に叩打が指示されてから前記衝撃付与部が前記フィルタ部に接触するまでの時間よりも長い、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項３】
前記衝撃付与部による叩打の周期は、前記衝撃付与部が連続動作可能な間隔よりも長い、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項４】
前記衝撃付与部は、前記フィルタ部が所定速度よりも速く移動しているタイミングで、前記フィルタ部を叩打する、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項５】
前記フィルタ部は、弾性部材を介して、前記流路部に設けられる、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項６】
前記フィルタ部は、塵埃を捕集するフィルタと、前記フィルタを保持するフレームとを備え、
前記衝撃付与部は、前記フィルタ部のうち前記フレームを叩打する、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項７】
前記衝撃付与部による叩打は、前記画像投射部が動作していない時に行われる、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項８】
前記衝撃付与部による叩打は、前記画像投射部の積算した動作時間に基づいて行われる、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項９】
前記衝撃付与部による叩打の周期は、前記画像投射部の積算した動作時間に基づいて変動する、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１０】
前記衝撃付与部による叩打の周期は、前記フィルタ部の状態に基づいて変動する、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１１】
前記衝撃付与部は、ソレノイドアクチュエータによる往復運動によって、前記フィルタ部を叩打する、請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１２】
フィルタ部と、
前記フィルタ部を叩打する衝撃付与部と、
前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御する制御部と、
を備える、フィルタ装置。
【請求項１３】
投射型画像表示装置に備えられるフィルタ部を叩打する衝撃付与部を、前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで叩打するように制御する制御部
を備える、制御装置。
【請求項１４】
投射型画像表示装置に備えられるフィルタ部を叩打するように衝撃付与部を制御することと、
演算処理装置によって、前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御することと、
を含む、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、投射型画像表示装置、フィルタ装置、制御装置、および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の一例として、光源から射出された光を表示素子にて変調し、変調後の光を投射光学系にて投射面上に拡大投射する投射型画像表示装置（いわゆる、プロジェクタ）が知られている。【０００３】
このような投射型画像表示装置では、光学系を構成する光学部材、光源、および表示素子を冷却するために、外部から空気を取り込む機構が設けられる。また、空気の取り込み機構には、空気の取り込みによって投射型画像表示装置の内部に塵埃が入り込むことを防止するために、空気の取り込み口、または空気の流路に塵埃を捕集するフィルタが設けられる。【０００４】
ここで、塵埃を捕集するフィルタは、長期間使用した場合、捕集した塵埃によって目詰まりを起こし、取り込む空気の流れに対する抵抗（いわゆる、圧損）が大きくなってしまう。このような場合、投射型画像表示装置では、外部から取り込む空気の流量が低下するため、内部の各構成に対する冷却効率が低下してしまう。【０００５】
そのため、例えば、下記の特許文献１には、振動付与部によってフィルタに振動を与え、フィルタに捕集された塵埃を振るい落とすことによって、フィルタの目詰まりを抑制する投射型映像表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１９５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された投射型映像表示装置では、振動付与部によってフィルタに与えられる衝撃が比較的小さいため、フィルタから効率的に塵埃を振るい落とすことが困難であった。そのため、特許文献１に開示された投射型映像表示装置では、フィルタのメンテナンス頻度を低下させることが困難であった。【０００８】
そこで、本開示では、フィルタに捕集された塵埃をより効率的に除去することが可能な、新規かつ改良された投射型画像表示装置、フィルタ装置、制御装置、および制御方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示によれば、画像を生成して投射する画像投射部と、前記画像投射部を内部に収容し、少なくとも１つ以上の吸気口が設けられた筐体部と、前記吸気口から取り込んだ外部の空気が流れる流路部と、前記流路部に設けられたフィルタ部と、前記フィルタ部を叩打する衝撃付与部と、前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御する制御部と、を備える、投射型画像表示装置が提供される。【００１０】
また、本開示によれば、フィルタ部と、前記フィルタ部を叩打する衝撃付与部と、前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御する制御部と、を備える、フィルタ装置が提供される。【００１１】
また、本開示によれば、投射型画像表示装置に備えられるフィルタ部を叩打する衝撃付与部を、前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで叩打するように制御する制御部を備える、制御装置が提供される。【００１２】
また、本開示によれば、投射型画像表示装置に備えられるフィルタ部を叩打するように衝撃付与部を制御することと、演算処理装置によって、前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御することと、を含む、制御方法が提供される。【００１３】
本開示によれば、衝撃付与部と、フィルタ部との相対速度が速くなっているタイミングでフィルタ部を叩打することができるため、衝撃付与部からフィルタ部に与える衝撃の大きさを増大させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本開示によれば、投射型画像表示装置において、フィルタに捕集された塵埃をより効率的に除去することが可能である。【００１５】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の一実施形態に係る投射型画像表示装置の外観例を示す斜視図である。
【図２】同実施形態に係る画像投射部の構成の一例を示す模式図である。
【図３】同実施形態において、特定の波長域の光を出射するレーザ光源を用いた場合の光源の構成の一例を示す模式図である。
【図４】同実施形態に係る空気取り込み機構の構成の一例を示す模式図である。
【図５】同実施形態に係るフィルタ部の構成を模式的に示した斜視図である。
【図６】同実施形態に係る衝撃付与部の構成の一例を示す模式図である。
【図７】衝撃付与部によるフィルタ部の叩打の動作を説明する模式図である。
【図８】衝撃付与部によるフィルタ部の叩打の動作を説明する模式図である。
【図９】衝撃付与部によるフィルタ部の叩打の動作を説明する模式図である。
【図１０】衝撃付与部によるフィルタ部の叩打の動作を説明する模式図である。
【図１１】衝撃付与部によるフィルタ部の叩打の動作を説明する模式図である。
【図１２】１回の叩打後のフィルタ部の変位を示したグラフ図である。
【図１３】同実施形態よりも短い時間間隔で叩打した場合のフィルタ部の変位を示すグラフ図である。
【図１４】同実施形態よりも短い時間間隔で叩打した場合のフィルタ部の変位を示すグラフ図である。
【図１５】同実施形態に係る時間間隔で叩打した場合のフィルタ部の変位を示すグラフ図である。
【図１６】同実施形態よりも長い時間間隔で叩打した場合のフィルタ部の変位を示すグラフ図である。
【図１７】衝撃付与部によるフィルタ部への除塵動作の流れの一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．投射型画像表示装置
２．画像投射部
３．空気取り込み機構
４．衝撃付与部
４．１．構成例
４．２．動作例
５．まとめ
【００１９】
＜１．投射型画像表示装置＞
まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係る投射型画像表示装置の外観例について説明する。図１は、本実施形態に係る投射型画像表示装置１の外観例を示す斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る投射型画像表示装置１は、光源から射出された光を画像にて変調し、変調後の光をスクリーン等に投射する画像投射部５と、画像投射部５を内部に収容する筐体部３と、を備える。投射型画像表示装置１は、例えば、プレゼンテーションまたはデジタルシネマ等に用いられるプロジェクタであってもよい。
【００２１】
画像投射部５は、具体的には、光を射出する光源と、光源からの光を変調する表示素子と、変調された光をスクリーン等に投射する投射部と、光源、表示素子および投射部の間で光の分割および合成を行う光学系と、を備える。また、画像投射部５の投射部の一端は、筐体部３の側面から外側に突出して配置される。画像投射部５の具体的な構成については、後述する。
【００２２】
筐体部３は、例えば、略直方体形状の収容体であり、内部に画像投射部５を収容する。また、筐体部３には、少なくとも２つ以上の面にそれぞれ開口７、９が設けられる。投射型画像表示装置１では、開口７、９の一方から外部の空気を内部に取り込み、取り込んだ空気を画像投射部５の各構成に導いた後、開口７、９の他方から取り込んだ空気を排出する。これにより、投射型画像表示装置１は、画像投射部５の光源、表示素子、投射部、および光学系の各構成を冷却し、画像投射部５の各構成の劣化および機能低下を防止することができる。
【００２３】
例えば、画像投射部５が突出する面（例えば、前面とする）に設けられた開口９が排気口として用いられてもよく、前面と対向する背面に設けられた開口７が吸気口として用いられてもよい。また、開口は、図１で示した例に限定されず、筐体部３のいずれの面に設けられてもよい。例えば、開口は、筐体部３の前面および背面とは異なる側面に設けられてもよい。さらに、吸気口および排気口は、筐体部３に複数設けられていてもよい。
【００２４】
なお、投射型画像表示装置１は、画像投射部５等の内部の各構成の動作を制御する制御部（図示せず）をさらに備える。制御部は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備え、ＲＯＭにあらかじめ記憶されたプログラムをＲＡＭに一時保存し、ＣＰＵによって該プログラムを実行することで、投射型画像表示装置１の種々の動作を制御する。また、制御部は、任意のハードウェアおよびソフトウェアを用いて構成されてもよい。
【００２５】
＜２．画像投射部＞
続いて、図２および図３を参照して、本実施形態に係る投射型画像表示装置１が備える画像投射部５の具体的な構成の一例について説明する。図２は、画像投射部５の構成の一例を示す模式図である。また、図３は、特定の波長域の光を出射するレーザ光源を用いた場合の光源の構成の一例を示す模式図である。
【００２６】
なお、以下で示すのは、あくまでも一例であって、本実施形態に係る投射型画像表示装置１に備えられる画像投射部５の各構成が下記の構成に限定されるわけではない。画像投射部５の各構成は、投射型画像表示装置として公知の一般的な構成を用いることも可能である。
【００２７】
図２に示すように、画像投射部５は、例えば、白色光を出射する光源ＬＰと、複数のフライアイレンズＦＬと、偏光変換素子ＰＳと、複数のダイクロイックミラーＤＭと、光路にそれぞれ設けられた集光レンズＬおよび全反射ミラーＭと、各色に対応する液晶パネルＰと、ダイクロイックプリズムＰＰとを備えて構成される。
【００２８】
このような画像投射部５では、まず、光源ＬＰから出射された光は、フライアイレンズＦＬ、偏光変換素子ＰＳ、および集光レンズＬを経る。次に、光源ＬＰから出射された光は、特定の波長帯域の光だけを反射するダイクロイックミラーＤＭによってＲＧＢの各色に対応する光に分離される。続いて、分離された各色光は、全反射ミラーＭおよび集光レンズＬを介して、ＲＧＢの各色に対応して設けられた液晶パネルＰに入射され、各液晶パネルＰによって画像信号に応じた変調を受ける。その後、変調された各色光は、ダイクロイックプリズムＰＰによって合成された後、投射部（図示せず）に出射され、スクリーン等に拡大投射される。このような構成により、画像投射部５は、外部から入力された画像をスクリーン等に拡大投射することができる。
【００２９】
ここで、上記の構成のうち、発熱体となるのは、例えば、光源ＬＰ、偏光変換素子ＰＳ、および液晶パネルＰなどである。これらの構成は、熱によって材質の劣化または機能の低下が生じるため、外部の空気の送風によって適度に冷却することが重要である。本実施形態に係る投射型画像表示装置１では、空気取り込み機構によって、筐体部３に設けられた開口７から外部の空気を取り込み、画像投射部５の各構成に送風することで、これらの構成を冷却することができる。
【００３０】
なお、図２では、液晶パネルＰとして透過型液晶パネルを用いる例を示したが、液晶パネルＰとして反射型液晶パネルを用いることも可能である。また、液晶パネルＰの代わりに、画像変調素子としてデジタルマイクロミラーデバイス等を用いることも可能である。さらに、ダイクロイックプリズムＰＰの代わりに偏光ビームスプリッタ、色合成プリズム、またはＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｅｃｔｉｏｎ）プリズム等を用いることも可能である。
【００３１】
ここで、画像投射部５では、光源として、例えば、白色光を出射する水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、または白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などを用いることができる。また、図３に示す構成を用いることで、特定の波長域の光を出射する半導体レーザなどのレーザ光源も光源として用いることができる。
【００３２】
図３に示すように、特定の波長の光を出射する半導体レーザなどを光源として用いる場合、光源５０１は、例えば、レーザ光源５０２と、集光レンズ５２２と、蛍光体ホイール５０３と、コリメート光学系５０４と、インテグレータ素子５４０と、偏光変換素子５０５と、重畳レンズ５５０とを備えて構成される。
【００３３】
具体的には、レーザ光源５０２は、青色レーザ光源であり、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長域にピーク波長を有するレーザ光Ｂ１を発振してもよい。レーザ光源５０２から出射されたレーザ光Ｂ１は、集光レンズ５２２を透過した後、蛍光体ホイール５０３に入射する。
【００３４】
ここで、蛍光体ホイール５０３は、レーザ光Ｂ１を透過させる円盤形状の基板５３１と、基板５３１上に設けられた蛍光体層５３２と、基板５３１の中心を通る法線を回転軸として基板５３１を回転させるモータ５３５と、を備える。蛍光体層５３２には、レーザ光Ｂ１によって励起されることで、レーザ光Ｂ１よりも長波長の可視光を生成する蛍光物質が含まれており、レーザ光Ｂ１の一部を赤色波長域から緑色波長域までを含む波長域の光（すなわち、黄色光）に変換する。また、蛍光体層５３２は、蛍光物質の励起に用いられた一部を除いた残りのレーザ光Ｂ１を透過させる。これにより、蛍光体層５３２から出射される光は、レーザ光Ｂ１の一部の青色光と、蛍光体層５３２からの蛍光である黄色光との混色によって白色光となる。
【００３５】
なお、基板５３１は、モータ５３５によって回転するため、レーザ光Ｂ１が照射される蛍光体層５３２の平面位置は、常に変化する。これにより、蛍光体層５３２は、長時間、同一の位置に励起光が照射されることによって、蛍光物質が劣化することを防止することができる。
【００３６】
次に、蛍光体ホイール５０３を通過した光は、コリメート光学系５０４に入射することで、平行光に変換された後、インテグレータ素子５４０に入射する。
【００３７】
インテグレータ素子５４０は、第１のフライアイレンズ５４１、および第２のフライアイレンズ５４２を備える。第１のフライアイレンズ５４１、および第２のフライアイレンズ５４２は、互いに対応する二次元に配列された複数のマイクロレンズを備えており、第１のフライアイレンズ５４１に入射した平行光を複数の光束に分割した後、第２のフライアイレンズ５４２にて結像させる。これにより、第２のフライアイレンズ５４２のマイクロレンズのそれぞれを二次光源として機能させることができるため、偏光変換素子５０５に出射される光の輝度分布を均一に整えることができる。
【００３８】
インテグレータ素子５４０から偏光変換素子５０５に入射した光は、偏光変換素子５０５にて偏光状態が揃えられた後、重畳レンズ５５０を介して、青色光Ｂ２、緑色光Ｇ２、および赤色光Ｒ２を含む白色光として光源５０１から出射される。このような構成により、光源５０１は、特定の波長域の光を出射する半導体レーザなどを光源として用いた場合であっても、白色光を出射することが可能である。
【００３９】
＜３．空気取り込み機構＞
続いて、図４および図５を参照して、本実施形態に係る投射型画像表示装置１が備える空気取り込み機構について説明する。図４は、空気取り込み機構の構成の一例を示す模式図である。
【００４０】
図４に示すように、本実施形態に係る投射型画像表示装置１が備える空気取り込み機構は、外部の空気を取り込む開口７（以下、吸気口７ともいう）と、塵埃を捕集するフィルタ部３００と、取り込んだ空気が流れる流路部７５と、流路部７５を形成する隔壁７１、７３と、外部の空気を吸引するファン部７７と、を備える。
【００４１】
吸気口７は、外部の空気を取り込むために筐体部３に設けられた開口である。吸気口７の形状および大きさは、特に限定されず、任意の形状および大きさであってもよい。また、吸気口７は、投射型画像表示装置１の筐体部３の背面だけでなく、側面、上面、下面または前面のいずれに設けられていてもよい。
【００４２】
隔壁７１、７３は、吸気口７から取り込まれた空気を導く流路部７５を形成する構造部材である。隔壁７１、７３の材質は、特に限定されず、いかなる材質であってもよい。隔壁７１、７３によって形成された流路部７５は、吸気口７から取り込まれた空気をフィルタ部３００に導き、さらにフィルタ部３００を通過した空気を画像投射部５の各構成に導く。なお、流路部７５の形状については、特に限定されず、任意の形状を採用することが可能である。また、図４では図示を省略したが、流路部７５は、ファン部７７の後段にも設けられており、取り込んだ空気を画像投射部５の各構成に導いた後、筐体部３に設けられた開口９（すなわち、排気口９）に導く。
【００４３】
ファン部７７は、吸気口７を介して、外部の空気を吸引する。ファン部７７は、例えば、シロッコファンであってもよいが、空気を吸引することができれば、どのような機構および形状のファンであってもよい。例えば、ファン部７７は、プロペラファンであってもよい。なお、ファン部７７にシロッコファンを用いた場合、吸引した気流の方向を曲げることが可能である。また、シロッコファンの方がプロペラファンよりも静音性が高い。
【００４４】
フィルタ部３００は、投射型画像表示装置１の内部に取り込まれた空気中の塵埃を捕集する。具体的には、フィルタ部３００は、吸気口７から取り込まれた空気が流れる流路部７５に弾性部材（図示せず）を介して設けられ、取り込まれた空気を通過させることで、空気中の塵埃を捕集する。
【００４５】
ここで、図５を参照して、フィルタ部３００の具体的な構成について説明する。図５は、フィルタ部３００の構成を模式的に示した斜視図である。図５に示すように、フィルタ部３００は、塵埃を捕集するフィルタ３１０と、フィルタ３１０を保持するフレーム３２０と、を備える。
【００４６】
フィルタ３１０は、例えば、空気は通過可能であるが、塵埃が通り抜けられない程度に微小な孔が多数設けられたスポンジまたは不織布などである。ただし、フィルタ３１０は、空気中に含まれる塵埃を捕集可能であれば、どのようなものであってもよく、例えば、静電気等による帯電にて塵埃を捕集するフィルタなどであってもよい。
【００４７】
フレーム３２０は、フィルタ３１０を保持する構造部材である。また、フレーム３２０は、空気がフィルタ３１０を通過可能であるように、フィルタ３１０を保持することが可能な形状で設けられる。例えば、フレーム３２０は、略直方体形状であり、少なくとも２つ以上の面が開口するようにフィルタ３１０の側面を囲む形状であってもよい。なお、フレーム３２０の材質は、いかなるものであってもよいが、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂もしくはＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂などの各種樹脂、またはアルミニウム合金もしくはステンレス鋼などの各種金属などであってもよい。
【００４８】
また、フィルタ部３００と、隔壁７１、７３との間には、弾性部材（図示せず）が設けられ、フィルタ部３００は、弾性部材を介して、流路部７５に設けられていてもよい。さらに、フィルタ部３００は、フレーム３２０と、フィルタ３１０との間に、弾性部材（図示せず）を備え、弾性部材を介してフレーム３２０がフィルタ３１０を保持するように構成されていてもよい。弾性部材は、ある程度の弾性変形が可能な部材であれば、どのようなものであってもよく、例えば、クッション、スポンジ、ゴム、またはバネなどであってもよい。このような場合、後述する衝撃付与部によってフィルタ部３００を叩打した際に、より大きな衝撃をフィルタ３１０に与えることができるため、フィルタ３１０に蓄積した塵埃をより効率的に振るい落とすことができる。
【００４９】
ここで、フィルタ部３００は、投射型画像表示装置１の内部に取り込まれる空気中の塵埃を捕集するため、取り込んだ空気の総量に応じて、徐々に塵埃が蓄積されていく。このような場合、フィルタ３１０は、蓄積された塵埃によって目詰まりを起こすため、流路部７５に流れる空気に対する抵抗（いわゆる、圧損）が徐々に増加してしまう。これにより、外部から取り込まれる空気の流量が低下した場合、画像投射部５の各構成に対する冷却効率が低下するため、温度上昇によって、画像投射部５の各構成の材質の劣化または機能の低下が生じてしまう。
【００５０】
本実施形態に係る投射型画像表示装置１は、フィルタ部３００を衝撃付与部にて叩打することによって、フィルタ部３００に蓄積された塵埃を除去する構成を備える。また、投射型画像表示装置１は、衝撃付与部によるフィルタ部３００の叩打のタイミングを制御することで、フィルタ部３００に蓄積された塵埃をより効率的に除去することが可能である。これによれば、投射型画像表示装置１は、より効率的にフィルタ部３００から塵埃を除去することができるため、メンテナンスの頻度を低下させることができる。
【００５１】
以下では、投射型画像表示装置１が備える衝撃付与部の具体的な構成例、および動作例について詳述する。
【００５２】
＜４．衝撃付与部＞
（４．１．構成例）
まず、図６を参照して、本実施形態に係る投射型画像表示装置１が備える衝撃付与部の構成例について説明する。図６は、衝撃付与部の構成の一例を示す模式図である。
【００５３】
図６に示すように、本実施形態に係る投射型画像表示装置１が備える衝撃付与部１００は、フィルタ部３００を叩打する叩打部１２０と、フィルタ部３００に向かって叩打部１２０を往復運動させる駆動部１１０と、駆動部１１０を制御する制御基板１３０と、を備える。
【００５４】
叩打部１２０は、フィルタ部３００のフレーム３２０を叩打することで、フィルタ３１０に衝撃を与える部材である。叩打部１２０は、フィルタ３１０に蓄積した塵埃を衝撃によって振るい落とすことで、フィルタ３１０から塵埃を除去することができる。なお、フィルタ３１０は、比較的柔らかい材料で構成されることが多いため、叩打部１２０は、フィルタ３１０を保持するフレーム３２０を叩打することで、より大きな衝撃をフィルタ３１０に与えることができる。
【００５５】
叩打部１２０は、フィルタ部３００のフレーム３２０への叩打に耐える強度を備えていれば、どのような材質で構成されてもよく、ＡＢＳ樹脂もしくはＰＯＭ樹脂などの各種樹脂、またはアルミニウム合金もしくはステンレス鋼などの各種金属などで構成されてもよい。ただし、叩打部１２０がフィルタ部３００に与える衝撃のエネルギーは、叩打部１２０の質量に比例するため、より大きな衝撃をフィルタ部３００に与えるには、叩打部１２０は、比較的比重が大きい金属で構成される。
【００５６】
駆動部１１０は、フィルタ部３００に向かって叩打部１２０を往復運動させることによって、叩打部１２０にフィルタ部３００を叩打させる。駆動部１１０は、電力の供給によって往復運動を行うアクチュエータであれば、公知のいずれのアクチュエータも使用することが可能である。例えば、駆動部１１０は、リニアモータ、またはソレノイドを用いたアクチュエータであってもよい。駆動部１１０がソレノイドを用いたアクチュエータである場合、より簡単な構成によって衝撃付与部１００を形成することが可能である。
【００５７】
例えば、駆動部１１０がソレノイドを用いたアクチュエータである場合、ソレノイドへの電力の供給によって、ソレノイドのコイルに磁力を発生させることで、叩打部１２０を動かすことができる。具体的には、端部に叩打部１２０が設けられたプランジャが、ソレノイドのコイルにて発生した磁力によってコイル内に引き込まれることで、叩打部１２０は、フィルタ部３００に向かって押し出されることになる。また、駆動部１１０には、プランジャを元の位置に戻すためのバネ（図示せず）が設けられており、バネの張力によってフィルタ部３００側へ押し出されたプランジャは元の位置に戻される。
【００５８】
なお、駆動部１１０が備えるアクチュエータは、電力の供給によって回転運動をするモータなどであってもよい。このような場合、駆動部１１０は、クランクなどの機械的な機構を用いることで、回転運動を往復運動に変換し、叩打部１２０をフィルタ部３００に向かって押し出すことができる。
【００５９】
制御基板１３０は、電源部１３１と、制御部１３３とを備え、叩打部１２０による叩打のタイミングを制御する。具体的には、電源部１３１は、駆動部１１０に電力を供給し、制御部１３３は、駆動部１１０への電力供給のタイミングを制御する。なお、電源部１３１は、画像投射部５を動作させるための電源を用いてもよく、画像投射部５を動作させるための電源とは別の電源を用いてもよい。また、制御部１３３は、マイクロプロセッサ、またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの演算処理回路であってもよい。なお、制御部１３３による衝撃付与部１００の叩打のタイミングの制御の方法については、後述する。
【００６０】
（４．２．動作例）
次に、図７〜図１１を参照して、上記にて説明した衝撃付与部１００によるフィルタ部３００の叩打の動作について説明する。
【００６１】
本実施形態に係る投射型画像表示装置１では、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００に与える衝撃がより大きくなるタイミングにて、フィルタ部３００を叩打することにより、より効率的にフィルタ部３００から塵埃を除去することができる。具体的には、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００を叩打した後、叩打の衝撃によって振動するフィルタ部３００が衝撃付与部１００に向かって移動しているタイミングでさらにフィルタ部３００を叩打する。これにより、衝撃付与部１００は、より速い相対速度でフィルタ部３００を叩打することができるため、フィルタ部３００への衝撃をより大きくすることができる。
【００６２】
以下、衝撃付与部１００によるフィルタ部３００の叩打の動作について図７〜図１１を参照して説明する。図７〜図１１は、衝撃付与部１００によるフィルタ部３００の叩打の動作を説明する模式図である。なお、制御基板１３０は、図示を省略した。
【００６３】
まず、図７および図８に示すように、フィルタ部３００からの塵埃の除去動作が開始された場合、衝撃付与部１００は、駆動部１１０によってプランジャをフィルタ部３００に向かって押し出すことで、叩打部１２０にてフィルタ部３００を叩打する。
【００６４】
叩打後、図９に示すように、フィルタ部３００は、フィルタ部３００を支持する弾性部材（図示せず）の弾性変形によって、衝撃付与部１００とは反対側に撓み、弾かれる。また、衝撃付与部１００は、プランジャおよび叩打部１２０を叩打前の元の位置に戻そうとする。すなわち、図９において、フィルタ部３００と、叩打部１２０とは、互いに反対側の方向に離反するように動く。
【００６５】
その後、図１０に示すように、フィルタ部３００は、叩打の衝撃によって撓んだ弾性部材（図示せず）の撓みを解消するために衝撃付与部１００に向かって変位し始める。このとき、衝撃付与部１００は、駆動部１１０によってプランジャおよび叩打部１２０をフィルタ部３００に向かって押し出し始める。すなわち、図１０において、フィルタ部３００と、叩打部１２０とは、互いに接近する方向に動くことになる。
【００６６】
さらに、図１１に示すように、フィルタ部３００が衝撃付与部１００に向かう方向に変位しているタイミングで、衝撃付与部１００は、叩打部１２０によってフィルタ部３００を叩打する。すなわち、図１１において、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００と叩打部１２０とが互いに接近しているタイミングで、フィルタ部３００を叩打する。
【００６７】
このような場合、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００が静止している場合よりも、フィルタ部３００と叩打部１２０との相対速度が速い状態で、フィルタ部３００を叩打することができる。したがって、衝撃付与部１００は、より大きな衝撃をフィルタ部３００に与えることが可能である。なお、フィルタ部３００と叩打部１２０との相対速度を最も速くするためには、フィルタ部３００が静止時の位置（すなわち、撓みが０の状態）を通過するタイミングで叩打すればよい。
【００６８】
例えば、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００が所定速度よりも速く移動しているタイミングでフィルタ部３００を叩打してもよい。このような場合、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００と叩打部１２０との相対速度がより速いタイミングでフィルタ部３００を叩打することができる。なお、所定速度とは、例えば、フィルタ部３００の最大移動速度の５０％の速度であってもよい。
【００６９】
図１１で示した叩打の後、フィルタ部３００、および叩打部１２０の状態は、図９で示した状態に戻る。したがって、衝撃付与部１００は、図９〜図１１で示した状態を繰り返すことで、フィルタ部３００と叩打部１２０との相対速度がより速い状態で、連続してフィルタ部３００を叩打することができる。
【００７０】
続いて、図１２を参照して、上述したように、フィルタ部３００と叩打部１２０とが互いに接近しているタイミングでフィルタ部３００を叩打するための制御について説明する。ここで、図１２は、１回の叩打後のフィルタ部３００の変位を示したグラフ図である。
【００７１】
図１２において、「制御信号」とは、制御基板１３０から発せられる駆動部１１０の動作を制御する信号であり、「印加電圧」および「電流」とは、駆動部１１０に印加される電圧および電流の波形である。また、「フィルタ変位」とは、衝撃付与部１００とフィルタ部３００とを結ぶ直線方向のフレーム３２０の変位を示す波形である。なお、「フィルタ変位」の波形は、衝撃付与部１００に向かう方向を「負」として表した。
【００７２】
図１２において、電圧および電流が印加されることで、叩打部１２０は、フィルタ部３００に対して接近を開始し、時間ＴＲ経過後に、フィルタ部３００を叩打し、フィルタ変位を生じさせる。叩打の後、図７〜図１１で示したように、叩打によって撓んだ弾性部材によって支持されたフィルタ部３００の変位は、衝撃付与部１００とフィルタ部３００とを結ぶ直線方向に振動しながら減衰する。
【００７３】
フィルタ部３００と叩打部１２０とが互いに接近しているタイミングでフィルタ部３００を叩打するためには、フィルタ部３００の変位の傾きが負である状態で叩打することになる。例えば、フィルタ部３００の変位が正から負の方向に０を通過するタイミングで叩打することで、フィルタ部３００と叩打部１２０との相対速度を最も速くすることができる。
【００７４】
したがって、フィルタ部３００の変位が正から負の方向に０を通過するタイミングでフィルタ部３００を叩打するには、電圧および電流の印加から叩打部１２０がフィルタ部３００を叩打するまでの時間ＴＲを考量して、電圧および電流の印加の間隔を設定すればよい。すなわち、１回目の電圧および電流の印加からの時間Ｔ２またはＴ３後に、フィルタ部３００を叩打するには、Ｔ２（またはＴ３）からＴＶおよびＴＲを減算した時間間隔で、２回目の電圧および電流の印加を行えばよい。
【００７５】
ただし、電圧および電流の印加の時間間隔は、衝撃付与部１００の駆動部１１０が連続して動作可能な時間間隔よりも長くしてもよい。これは、電圧および電流の印加の時間間隔が短すぎる場合、駆動部１１０が電圧および電流の印加に追従して動作し得ないためである。
【００７６】
ここで、電圧および電流の印加の時間間隔を変動させて、フィルタ部３００を連続して叩打した場合のフィルタ変位の一例を図１３〜図１６に示す。
【００７７】
図１５は、本実施形態に係る時間間隔で叩打した場合のフィルタ部３００の変位を示すグラフ図である。一方、図１３および図１４は、本実施形態よりも短い時間間隔で叩打した場合のフィルタ部３００の変位を示すグラフ図であり、図１６は、本実施形態よりも長い時間間隔で叩打した場合のフィルタ部３００の変位を示すグラフ図である。
【００７８】
なお、図１３の印加電圧のパルス間隔は、例えば、１０ｍｓｅｃであり、図１４の印加電圧のパルス間隔は、例えば、２０ｍｓｅｃであり、図１５の印加電圧のパルス間隔は、例えば、３０ｍｓｅｃであり、図１６の印加電圧のパルス間隔は、例えば、４０ｍｓｅｃである。
【００７９】
図１３〜図１６で示したグラフ図を参照すると、本実施形態に係る時間間隔で叩打した場合、本実施形態よりも短い時間間隔、または長い時間間隔で叩打した場合よりも、フィルタ部３００の変位が増大することがわかる。すなわち、本実施形態によれば、衝撃付与部１００は、より大きな衝撃をフィルタ部３００に与えることで、フィルタ部３００の変位を増大させることができることがわかる。したがって、本実施形態によれば、フィルタ部３００により大きな衝撃を与えることで、フィルタ部３００に蓄積した塵埃をより効率的に振るい落とすことが可能である。
【００８０】
ここで、フィルタ部３００と叩打部１２０とが互いに接近しているタイミングでフィルタ部３００を叩打するための電圧等の印加の時間間隔は、フィルタ部３００の振動周期に影響され、より具体的には、フィルタ部３００の固有振動数に影響される。したがって、上述したタイミングでの叩打を実現するための電圧等の印加の時間間隔は、フィルタ部３００の質量、剛性、形状、および大きさによって変動し得る。
【００８１】
そのため、フィルタ部３００の形状または材質が異なる場合、フィルタ部３００が衝撃付与部１００に向かって移動しているタイミングで、フィルタ部３００を叩打するためには、衝撃付与部１００は、それぞれ電圧等の印加の時間間隔を設定することになる。
【００８２】
また、フィルタ部３００の固有振動数は、フィルタ部３００のフレーム３２０等の経年劣化による剛性の低下、およびフィルタ３１０への塵埃の蓄積による質量の増加などで変動し得る。そのため、衝撃付与部１００は、設定された時間間隔を中心に、電圧および電流の印加の時間間隔を掃引して、フィルタ部３００を叩打してもよい。
【００８３】
また、衝撃付与部１００は、投射型画像表示装置１またはフィルタ部３００の状態に基づいて、叩打のための電圧および電流の印加の時間間隔（すなわち、叩打の周期）を変動させてもよい。具体的には、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００に蓄積した塵埃の量を推定し、蓄積した塵埃の量に応じて、叩打のための電圧等の印加の時間間隔を変動させてもよい。
【００８４】
例えば、衝撃付与部１００は、ファン部７７の回転数、またはファン部７７に設けられた風量センサが検出した風量などからフィルタ３１０の目詰まりの程度を判断し、フィルタ３１０に蓄積した塵埃の量を推定してもよい。また、衝撃付与部１００は、画像投射部５の積算した動作時間からフィルタ３１０に蓄積した塵埃の量を推定してもよい。さらに、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００に設けられた加速度センサまたは質量センサなどが検出したフィルタ３１０の質量に基づいて、フィルタ３１０に蓄積した塵埃の量を推定してもよい。なお、フィルタ３１０への塵埃の蓄積に伴い、フィルタ部３００の質量は増加すると推定される。したがって、フィルタ３１０への塵埃の蓄積に伴い、フィルタ部３００の固有振動数は低下し、叩打のための電圧および電流の印加の時間間隔は、長くなる傾向にあると考えられる。
【００８５】
さらに、図１７を参照して、本実施形態に係る投射型画像表示装置１にて、衝撃付与部１００がフィルタ部３００への叩打動作（すなわち、除塵動作）を行う際の動作の流れについて説明する。図１７は、衝撃付与部１００によるフィルタ部３００への除塵動作の流れの一例を示すフローチャート図である。
【００８６】
図１７に示すように、まず、衝撃付与部１００は、ファン部７７の回転数に関する情報、または風量センサが測定した情報などの風量に関する情報を取得する（Ｓ１０１）。その後、衝撃付与部１００は、風量に関する情報を基に画像投射部５が動作中か否かを判断する（Ｓ１０３）。画像投射部５が動作中である場合（Ｓ１０３／Ｙｅｓ）、衝撃付与部１００は、画像投射部５の動作時間を積算し（Ｓ１０５）、Ｓ１０１の風量に関する情報を取得するステップに戻る。
【００８７】
一方、画像投射部５が動作中ではない場合（Ｓ１０３／Ｎｏ）、衝撃付与部１００は、さらに、画像投射部５の積算した動作時間が閾値を超えたか否かを判断する（Ｓ１０７）。画像投射部５の積算した動作時間が閾値を超えている場合（Ｓ１０７／Ｙｅｓ）、衝撃付与部１００は、叩打部１２０によってフィルタ部３００を叩打し、フィルタ部３００に蓄積した塵埃を振り落す除塵動作を行う（Ｓ１０９）。その後、衝撃付与部１００は、積算した画像投射部５の動作時間をリセットする（Ｓ１１１）。一方、画像投射部５の積算した動作時間が閾値を超えていない場合（Ｓ１０７／Ｎｏ）、衝撃付与部１００は、動作を終了する。
【００８８】
除塵動作の際に衝撃付与部１００がフィルタ部３００を叩打する回数は、少なくとも２回以上であるが、上限は特に限定されない。例えば、衝撃付与部１００がフィルタ部３００を叩打する回数は、１０回であってもよい。また、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００に備えられた加速度センサまたは質量センサ等によってフィルタ部３００の質量を測定し、測定したフィルタ部３００の質量から十分な除塵が行われる叩打の回数を判断してもよい。
【００８９】
このような動作によれば、衝撃付与部１００は、画像投射部５が閾値を超える時間、動作した際にフィルタ部３００を叩打することで、定期的にフィルタ部３００に蓄積した塵埃を除去することが可能である。
【００９０】
また、衝撃付与部１００は、画像投射部５が動作していないタイミングで除塵動作を行うことにより、例えば、ユーザが画像を視認している時に除塵動作が行われることを防止することができる。さらに、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００にある程度塵埃が蓄積した後に、除塵動作を行うため、より効率的にフィルタ部３００から塵埃を除去することが可能である。
【００９１】
なお、上記では、衝撃付与部１００が除塵動作を開始するタイミングは、画像投射部５の積算した動作時間から判断したが、本開示に係る技術は上記例示に限定されない。例えば、衝撃付与部１００は、ファン部７７の回転数、またはファン部７７に設けられた風量センサが検出した風量などからフィルタ３１０の目詰まりの程度を判断し、フィルタ部３００の除塵動作を行うか否かを判断してもよい。さらに、衝撃付与部１００は、フィルタ部３００に設けられた加速度センサまたは質量センサなどが検出したフィルタ３１０の質量に基づいて、フィルタ部３００に蓄積した塵埃の量を判断し、フィルタ部３００の除塵動作を行うか否かを判断してもよい。
【００９２】
＜５．まとめ＞
以上にて説明したように、本開示の一実施形態に係る投射型画像表示装置１によれば、フィルタ部３００により大きな衝撃を与えることができるため、フィルタ部３００に蓄積した塵埃をより効率的に除去することが可能である。したがって、本実施形態に係る投射型画像表示装置１によれば、フィルタ交換等のメンテナンスの頻度を抑制することが可能である。特に、投射型画像表示装置１が天井等から吊り下げられている場合、手間がかかるメンテナンスの頻度を抑制することができるため、本開示に係る技術をより好適に用いることができる。
【００９３】
なお、本開示に係る技術は、投射型画像表示装置１に限定されず、フィルタを搭載している他の機器に用いることが可能である。例えば、本開示に係る技術は、エアコンおよび空気清浄器などの空調機器が搭載するフィルタのクリーニングに用いることも可能である。
【００９４】
上記では、本開示の一実施形態として投射型画像表示装置を示して説明したが、本開示に係る技術の実施形態は、かかる例示に限定されない。例えば、本開示の他の実施形態として、フィルタ装置、ならびにフィルタへの叩打を制御する制御装置および制御方法を例示することも可能である。このような実施形態によれば、上述したエアコンおよび空気清浄器などの空調機器に対しても、本開示に係る技術を適用することができる。
【００９５】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９６】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【００９７】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
画像を生成して投射する画像投射部と、
前記画像投射部を内部に収容し、少なくとも１つ以上の吸気口が設けられた筐体部と、
前記吸気口から取り込んだ外部の空気が流れる流路部と、
前記流路部に設けられたフィルタ部と、
前記フィルタ部を叩打する衝撃付与部と、
前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御する制御部と、
を備える、投射型画像表示装置。
（２）
前記衝撃付与部による叩打の周期は、前記衝撃付与部に叩打が指示されてから前記衝撃付与部が前記フィルタ部に接触するまでの時間よりも長い、前記（１）に記載の投射型画像表示装置。
（３）
前記衝撃付与部による叩打の周期は、前記衝撃付与部が連続動作可能な間隔よりも長い、前記（１）または（２）に記載の投射型画像表示装置。
（４）
前記衝撃付与部は、前記フィルタ部が所定速度よりも速く移動しているタイミングで、前記フィルタ部を叩打する、前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の投射型画像表示装置。
（５）
前記フィルタ部は、弾性部材を介して、前記流路部に設けられる、前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の投射型画像表示装置。
（６）
前記フィルタ部は、塵埃を捕集するフィルタと、前記フィルタを保持するフレームとを備え、
前記衝撃付与部は、前記フィルタ部のうち前記フレームを叩打する、前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の投射型画像表示装置。
（７）
前記衝撃付与部による叩打は、前記画像投射部が動作していない時に行われる、前記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の投射型画像表示装置。
（８）
前記衝撃付与部による叩打は、前記画像投射部の積算した動作時間に基づいて行われる、前記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の投射型画像表示装置。
（９）
前記衝撃付与部による叩打の周期は、前記画像投射部の積算した動作時間に基づいて変動する、前記（１）〜（８）のいずれか一項に記載の投射型画像表示装置。
（１０）
前記衝撃付与部による叩打の周期は、前記フィルタ部の状態に基づいて変動する、前記（１）〜（９）のいずれか一項に記載の投射型画像表示装置。
（１１）
前記衝撃付与部は、ソレノイドアクチュエータによる往復運動によって、前記フィルタ部を叩打する、前記（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の投射型画像表示装置。
（１２）
フィルタ部と、
前記フィルタ部を叩打する衝撃付与部と、
前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御する制御部と、
を備える、フィルタ装置。
（１３）
投射型画像表示装置に備えられるフィルタ部を叩打する衝撃付与部を、前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで叩打するように制御する制御部
を備える、制御装置。
（１４）
投射型画像表示装置に備えられるフィルタ部を叩打するように衝撃付与部を制御することと、
演算処理装置によって、前記衝撃付与部の叩打によって振動している前記フィルタ部が前記衝撃付与部に向かって移動しているタイミングで前記フィルタ部を叩打するように、前記衝撃付与部を制御することと、
を含む、制御方法。
【符号の説明】
【００９８】
１        投射型画像表示装置
３        筐体部
５        画像投射部
７、９        開口
７１、７３    隔壁
７５      流路部
７７      ファン部
１００    衝撃付与部
１１０    駆動部
１２０    叩打部
１３０    制御基板
１３１    電源部
１３３    制御部
【図１】
2018051666.tif 000003
【図２】
2018051666.tif 000004
【図３】
2018051666.tif 000005
【図４】
2018051666.tif 000006
【図５】
2018051666.tif 000007
【図６】
2018051666.tif 000008
【図７】
2018051666.tif 000009
【図８】
2018051666.tif 000010
【図９】
2018051666.tif 000011
【図１０】
2018051666.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2018051666.tif 000015
【図１４】
2018051666.tif 000016
【図１５】
2018051666.tif 000017
【図１６】
2018051666.tif 000018
【図１７】
2018051666.tif 000019
【国際調査報告】
2018051666.tif 000020
2018051666.tif 000021
2018051666.tif 000022
2018051666.tif 000023