(57)【要約】【課題】光センサの汚れによるカラーホイールの回転検知不良を防ぎ、定期的な分解清掃を行なわなくても長期にわたって画像乱れや機器の動作停止が起こらないプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】複数の色領域が設けられ、回転し得るようにされた円盤状のカラーフィルタ５ａと、上記カラーフィルタ５ａの回転を検出する光センサ１２と、上記カラーフィルタ５ａに光を投射する光源１と、上記カラーフィルタ５ａを透過した光６を反射する反射装置７と、上記光源１、反射装置７または上記光センサ１２に送風し、上記光源１または反射装置７を冷却すると共に、上記光センサ１２を清掃するファン１７ａ、１７ｂとを備えた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色領域が設けられ、回転し得るようにされた円盤状のカラーフィルタと、上記カラーフィルタの回転を検出する光センサと、上記カラーフィルタに光を投射する光源と、上記カラーフィルタを透過した光を反射する反射装置と、上記光源、反射装置または上記光センサに送風し、上記光源または反射装置を冷却すると共に、上記光センサを清掃するファンとを備えたプロジェクタ装置。
【請求項２】
上記ファンと上記光源または反射装置及び光センサとを結合するダクト及び上記ダクト内に設けられ、上記光源または反射装置へ向かう通風路と上記光センサに向かう通風路とを切り換え可能とされた風向制御弁を設けたことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】
上記風向制御弁は、上記光源の点灯時には上記光源または反射装置に向かう通風路を形成し、上記光源の消灯時には上記光センサに向かう通風路を形成するように切り換えられることを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ装置。
【請求項４】
上記風向制御弁の切り換えを制御するタイマを設け、所定時間ごとに通風路を切り換えるようにしたことを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ装置。
【請求項５】
上記ファンと上記光センサとを結合するダクトは、上記光センサへの吹き出し口が細くされていることを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はプロジェクタ装置、例えばDMD(Digital Micromirror Device)や反射型液晶素子などの反射型映像表示デバイスで反射された映像を投射レンズを用いて拡大投影することによりホームシアタやプレゼンテーションといった大画面表示を行なうプロジェクタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＭＤや反射型液晶素子などの映像表示デバイスを用いたプロジェクタ装置は、光源ランプからの白色光を回転するカラーホイールに通すことにより赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）などの色光に時分割で分離すると共に、上記色光を反射型映像表示デバイスに順次照射し、色の切り換わりと同期して映像表示デバイスを駆動し、映像表示デバイスで反射された映像を投射レンズを通してスクリーン上に拡大投影するものである。
【０００３】
上記カラーホイールは、Ｒ、Ｇ、Ｂなど固有の色を透過する複数のフィルタが円盤状に配置されたフィルタ部分と、上記フィルタ部分の中心軸を回転させるためのモータとから構成されている。このカラーホイールの回転と映像表示デバイスの駆動を同期させるため、カラーホイールのモータの軸上には、光がどの色のフィルタを透過しているかを知るための回転位置を示す同期マークが付けられている。
【０００４】
モータ軸上の同期マークとその他の部分とでは光の反射率が異なるようにされており、モータ軸に当てた光の反射光の強度を光センサで読み取ることにより同期マークの位置を検出してカラーホイールの色の切り換わりと映像表示デバイスの駆動に同期をかけ、正しい色再現が行われるようにカラーホイールの回転を制御している。（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
一般にＤＭＤなどの反射型映像表示デバイスは、透過型の映像表示デバイスに比べて光を透過させることによる熱の影響が少ないため長寿命であり、装置内で最も使用可能期間の短い光源ランプはエンドユーザ自身が交換可能なように配慮されているため、部品交換などで専門のメンテナンスが必要な間隔を長く設定することができ、長期使用に適している利点がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２１４５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のプロジェクタ装置は上記のように構成され、カラーホイールは光源ランプからの光を透過させると共に、回転しており、また光センサは回転している同期マークに光を照射しているため、それぞれを密閉することは困難である。従って、光センサには長時間の使用中に埃がたまり、カラーホイールの回転を正確に読み取ることができなくなって画像の乱れや機器の動作停止を招くことがあるため、設置環境によっては部品の交換以外に定期的に分解清掃を行なう必要があるという問題点があった。
【０００８】
分解清掃を不要とするために、カラーホイールの回転検知手段として光センサに代わる回転検知センサをモータ内に組み込む案も提案されているが、この場合には専用モータを作成する必要があるため、簡便な方法ではなかった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、光センサの汚れによるカラーホイールの回転検知不良を防ぎ、定期的な分解清掃を行わなくても長期にわたって画像乱れや、機器の動作停止が起こらないプロジェクタ装置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】
【００１０】
この発明に係るプロジェクタ装置は、複数の色領域が設けられ、回転し得るようにされた円盤状のカラーフィルタと、上記カラーフィルタの回転を検出する光センサと、上記カラーフィルタに光を投射する光源と、上記カラーフィルタを透過した光を反射する反射装置と、上記光源、反射装置または上記光センサに送風し、上記光源または反射装置を冷却すると共に、上記光センサを清掃するファンとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るプロジェクタ装置は上記のように構成され、光源や反射装置の冷却用に使用しているファンの風を光センサにも送風して表面の埃を除去するようにしているため、長時間の使用でも光センサの分解清掃を行う必要がなく画像乱れや、機器の動作停止が起こらないプロジェクタ装置を安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１によるプロジェクタ装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
光源ランプ１から発せられる白色光２は、レンズ３で集光され導波路４を通った後、複数の色領域に分割された円盤状のカラーフィルタを有するカラーホイール５に導かれる。カラーホイールの構成については後述する。カラーホイール５を透過した光は赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）などのフィルタを順次透過することにより、時分割された各色光６となる。この色光６は反射装置を構成する反射型映像表示デバイス７によって反射され、投射レンズ８を通って外部のスクリーン９上に拡大投影される。
【００１４】
図２は、カラーホイール５の構成を示す概略図で、複数の色領域Ｒ、Ｇ、Ｂに分割されたカラーフィルタ５ａとこのカラーフィルタ５の中心に結合された回転軸５ｂとを有し、上記回転軸５ｂを図示しないモータによって回転させる構成となっている。また、回転軸５ｂの所定の個所に回転軸の回転を検出するための同期マーク１１が施されている。
【００１５】
この同期マーク１１はマーキングされていない部分とは光の反射率が異なるようにされている。従って、発光素子１２ａと受光素子１２ｂとを備えた光センサ１２を回転軸５ｂの近傍に設け、発光素子１２ａから回転軸５ｂに向けて光を照射し、その反射光を受光素子１２ｂによって検出するようにすると、回転軸５ｂの同期マーク１１の部分だけが他の部分と反射率が異なるため、カラーホイール５の回転情報を受光強度の差によって読み取ることができる。
【００１６】
一方、光源ランプ１を冷却するためにファン１７ａが設けられ、ダクト２０ａを経て冷却風が供給されるようになっている。また、映像表示デバイス７を冷却するためにファン１７ｂが設けられ、ダクト２０ｂを経て冷却風が供給されるようになっている。更に、上記のダクト２０ｂには分岐ダクト２０ｃが設けられ、この分岐ダクト２０ｃは先端の吹き出し部２０ｄが細くされ、上述した光センサ１２の発光素子１２ａと受光素子１２ｂの表面に吹き付けることにより表面の埃を吹き飛ばして清掃するようにされている。なお、ファン１７ａと１７ｂは単一のファンで構成してもよい。
【００１７】
図３は光センサ１２の受光素子１２ｂからの出力変化の一例を示すものである。縦軸は光センサ１２の出力すなわち受光信号強度を表し、横軸は時間を表す。ここで受光信号強度Ａのレベルは回転軸５ｂで光が反射された状態であり、Ｂのレベルは同期マーク１１に光が当たって反射光が減少したことを示している。Ｂのレベルを1回検知すればカラーホイール５のカラーフィルタ５ａが１回転したことを示す。
【００１８】
図４は、プロジェクタ装置の信号処理回路の概略を示したものである。光センサ１２の受光素子１２ｂからの出力信号は信号処理回路（制御回路）１４に入力される。信号処理回路１４では映像表示デバイス７に出力される各色の映像信号１５と上記のカラーホイール回転信号の同期が取れるようにモータードライバ１６を経てモータの回転、従ってカラーフィルタ５ａの回転を制御し、常に最適な色再現が行われるように制御を行う。
【００１９】
また、光源ランプ１や映像表示デバイス７などの高温部品については、ファン１７ａ、１７ｂによって外気を取り込んで送風し、冷却を行っている。これらのファン１７ａ、１７ｂは温度センサ１８からの温度情報を元に信号処理回路（制御回路）１４によって回転制御が行われ、光源ランプ１や映像表示デバイス７に対してそのときの温度に応じて最適な冷却を行なっている。
【００２０】
上記のようにファンによって外気を取り込んで冷却を行っているため、光センサ１２も長時間使用しているとその表面に装置内部を浮遊している埃が付着する。この場合、図３に示した信号強度が弱まり、カラーホイール５の回転検知を正常に行うことができなくなって同期の外れた映像を表示したり、あるいは信号処理回路１４がカラーホイール５が回転していないものと誤判別し、装置の停止に至る場合がある。これを防ぐために長時間使用する場合や埃の多い環境下で使用する時は、光センサ１２の定期的な分解清掃などのメンテナンスが必要であった。
【００２１】
カラーホイール５は集光された光が透過しているため非常に高温になる。通常はカラーホイール５自身の回転により冷却効果を得ているため、埃除去のために密閉することは温度上昇を招き、カラーフィルタ５ａの寿命を短くすることにつながることから困難である。光センサ１２のみを密閉しても、光センサ１２はモータの回転軸の反射光を検知しているので、密閉物に埃が付着すれば同様に回転信号検知不良が起こる。
【００２２】
装置の外部に埃除去用のフィルタを設けることにより装置内部への埃の侵入を抑えることも可能であるが、吸気効率が悪くなるためフィルタがない場合と同等の冷却効果を得るためにはファンの回転を早くしなければならず、騒音が大きくなるという弊害がある。
【００２３】
このため実施の形態１では、図５に示すように、光源ランプ冷却用ファン１７ａ、映像表示デバイス冷却用ファン１７ｂ、排気用ファン１７ｃ、電源回路冷却用ファン１７ｄの４個のファンを設置している。光源ランプ冷却用ファン１７ａと映像表示デバイス冷却用ファン１７ｂは図１にも示しているように、それぞれダクト２０ａ、２０ｂを介して対象物に送風し冷却している。また、排気用ファン１７ｃはダクト２０ｃを介して装置内の高温の空気を吸込んで強制的に外部に送り出すことにより吸気口からの外気の流入も担っている。更に、電源回路冷却用ファン１７ｄは装置内の電源回路２４を冷却している。
【００２４】
これらのファン１７ａ〜１７ｄは装置の動作中、各部分を冷却しているが、ファン１７ａ、１７ｃは光源ランプ１の消灯後は僅かの時間だけ、光源ランプ１の冷却及び排気用として必要であり、その他のファンについては、例えば映像表示デバイス用のファン１７ｂはランプ消灯後、急激に温度が下がるので冷却は不要であることが多い。
【００２５】
そこで、実施の形態１においては、光源ランプ１の点灯中に映像表示デバイス７を冷却していたファン１７ｂの風の流れを光源ランプ１の消灯時に切り換えて光センサ１２に吹きつけるようにし、光センサ１２の表面の埃を吹き飛ばすようにしたものである。
これにより定期的な分解清掃を行わずに光センサ１２の出力低下を防止することが可能となる。
【００２６】
そのため、図１に示すように、ファン１７ｂと映像表示デバイス７とを結合するダクト２０ｂの途中に分岐ダクト２０ｃを設けると共に、分岐部に風向制御弁２１を設け、この風向制御弁２１を光源ランプ１の点灯信号と同期させて切り換え制御するようにしたものである。すなわち光源ランプ１の点灯中は風向制御弁２１の支持点２２を回転中心として自由端２３を図１において矢印で示すように回動させてＡ側に移動し映像表示デバイス７の冷却通風路を形成し、消灯後は風向制御弁２１の自由端２３を支持点２２を回転中心としてＢ側へ移動させることによりファン１７ｂの冷却風を分岐ダクト２０ｃに導き、光センサ１２の表面に吹き出す。
【００２７】
ファン１７ａ、１７ｂは光源ランプ１等の冷却のために消灯後も数十秒間回転させているため、この間にファン１７ｂの冷却風を利用して光センサ１２の表面や周辺にたまった埃の除去を行い光センサ１２への埃の付着を防止するものである。また、光センサ１２へ延びる分岐ダクト２０ｃの先端の吹き出し口２０ｄは図示のように細くされており、吹き出し口付近での風速を早めて光センサ表面の埃を効率的に除去するようにしている。
【００２８】
風向制御弁２１の動作は、支持点２２において風向制御弁２１とダクト２０ｂとの間に例えばＵ字形のバネ板をヒンジとして設け、このバネ板の作用で自由端２３が常時はＢ側へ移行する力を受けるようにすると共に、Ａ側に電磁石２４を設け、通風路の切り換え時には電磁石２４に通電することにより自由端２３を電磁石２４で吸引して映像表示デバイス７方向の通風路を形成するものである。それを容易にするため風向制御弁２１は薄い鉄板で形成されている。
【００２９】
光源ランプ１の点灯中は電磁石２４に通電して磁力を発生させ、風向制御弁２１の自由端２３をＡ側に吸引した状態に保持し、光源ランプ１の消灯時は電磁石２４への通電を停止することによりバネ板の力で自由端２３がＢ側に復帰し、ファン１７ｂの風が分岐ダクト２０ｃ側に切り換えられる。なお、風向制御弁２１を開閉する際には風の抵抗により風向制御弁２１が動作しないようになることを防ぐため、一時的にファン１７ｂを停止させるようにしている。
【００３０】
なお、上述の例では光源ランプ１の消灯時に風向制御弁２１の切り換え制御を行うようにしているが、入力端子の切り換えや入力信号に変化があったときなど、映像の切り換わり時に通風路を切り換えることも可能である。このようにすれば、光センサ１２に万一風によって舞い上がった埃の影響があった場合でも、投射映像に影響なく埃の付着を防止することが可能である。
【００３１】
また、映像を長時間連続して映写するような用途の場合には、一定時間おきにタイマで通風路を切り換えるように制御することも可能である。この場合、映像表示デバイス７の温度を温度センサ１８により監視しておき、映像表示デバイス７の温度が許容範囲内にある時間内で風向制御弁２１の切り換えを行う。このようにすれば連続使用の環境下でも埃の付着を防止することが可能となる。
【００３２】
さらに、光センサ１２の表面の清掃時にはファン１７ｂの回転数を高め、埃を飛ばしやすくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１によるプロジェクタ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１におけるカラーホイールと光センサの構成を示す概略図である。
【図３】実施の形態１における光センサの出力の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１における信号処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１におけるファンの配置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  光源ランプ、  ３  レンズ、  ４  導波路、  ５  カラーホイール、
６  色光、  ７  映像表示デバイス、  ８  投射レンズ、  ９  スクリーン、
１１  同期マーク、  １２  光センサ、  １７ａ〜１７ｄ  ファン、
２０ａ〜２０ｃ  ダクト、  ２１  風向制御弁、  ２２  支持点、
２３  自由端、  ２４  電磁石。
【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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