JP5345098B2

JP5345098B2 - 静電気ノイズ耐性を高めたプロジェクタ

Info

Publication number: JP5345098B2
Application number: JP2010086793A
Authority: JP
Inventors: 康史岩田
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2030-04-05
Also published as: JP2011223083A

Description

本発明は、プロジェクタに係り、特に外部機器との入出力端子の取り付け部等からの静電気放電による誤動作を防止する技術に関する。

従来、パーソナルコンピュータや書画カメラ等の映像を拡大投射するプロジェクタが用いられている。このため、プロジェクタの本体にはこれらの機器から映像信号（音声信号を含む）を入力する接続端子が設けられている。

プロジェクタなどの電子機器は操作者が操作するものであるが、この操作者が静電気を帯びていると電子機器は静電気放電（以下、静電気ノイズともいう。）にさらされることになり、電子機器が内蔵する集積回路装置のトランジスタが静電破壊する場合がある。このような静電破壊を防止するためには一般的に集積回路装置に静電破壊防止用の保護素子（保護ダイオード等）を設けるようにしている。

一方、操作者からの静電気放電によってトランジスタの静電破壊は生じないものの、電子機器の表示パネルの表示状態が異常状態になる等の誤動作が生じる場合がある。このような誤動作が生じると、電子機器の信頼性が損なわれることから、近年、静電気放電（ＥＳＤ）による誤動作に関する耐性（ＥＳＤイミュニティ：ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃＤｉｓｃｈａｒｇｅＩｍｍｕｎｉｔｙ）が重視されるようになっている。このため、従来から集積回路装置には所定のＥＳＤイミュニティを確保すべく種々の対策が施されていた。

この従来のＥＳＤパルスに起因する誤動作の防止回路としては、例えば、特許文献１に記載されるものがある。特許文献１に記載された技術は、ＥＳＤパルスに起因して異常信号が出力ピンから出力されると、フィードバック経路を介してその出力ピンの異常を検出してリセット信号を生成し、そのリセット信号によって、次段の電子機器等をリセットすることによって、電子機器を異常状態から回復させるようにしている。

特開２００３−２３４６４７号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術は、もともとリセット信号が使用されている電子機器には有効ではない場合があるという問題点があった。
例えば、電子機器は１枚の回路基板で構成されるときもあるが、機能等に応じて複数の回路基板で構成し、複数の基板を同一のタイミングで初期状態に戻して再起動をする必要がある場合である。

つまり、リセット信号の機能は電子機器を再起動するためのものであり、もともとのリセット信号は電子機器に設けられた機能を同一のタイミングで初期状態に戻すためにリセット信号を必要とするものもある。このように場合、リセット信号は主たる制御機能を実現する回路基板に実装された回路素子で生成し、同一の基板ばかりでなく、他の回路基板にも供給するようにしている。また、回路基板間は通常多くの信号の授受が行われるので、これらの信号と一緒にリセット信号もケーブル（多くの場合はフラットケーブル）で接続している。

このような電子機器の場合リセット信号ラインが静電気ノイズの影響を受け、電圧レベルの変動が引き起こされ、この結果閾値を超えると、実際にはリセット信号が生成されていないにもかかわらず、この電子機器ではリセット信号が生成されているように動作し、一旦初期状態に戻り動作を開始したり、最悪の場合は継続的にリセット信号が生成されているようになるときには初期状態が続き、電子機器本来の動作をしなくなってしまうことにもなる。

特許文献１記載の技術は、出力ピンからの異常信号を検出し、誤ってリセットされた次段の回路を再リセットすることによって、事後的な救済措置を提供するものであるので、このような事態を防止することができない。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、信号入力端子等から静電気ノイズが装置内に入りこんだ場合でも、その影響による誤動作を防止できるプロジェクタを提供することを目的とする。

本願発明者は、通常静電気ノイズ対策として用いられる電子機器の外枠を導電体で形成する方法は重量の観点から、また導電体で形成しない場合でも同等の効果が得られる導電性塗料を塗布する方法は製造コストの観点から採用できないので、ある程度の静電気ノイズが装置の内部に入ることを前提として解決策を探索することとした。

そこで、静電気ノイズを発生させて装置にどのような現象が引き起こされるか確認したところ、装置にリセットをかけたときと同じ現象が起きていることに気付き、リセット信号の接続方法に静電気ノイズによる誤動作の原因があるのではないかと考えた。次に、リセット信号の配線について確認したところ、リセット信号が１つの配線パターンで引き回されていると共にケーブルで装置内部の基板間で接続されていることを発見し、配線パターンとケーブルに静電気ノイズが重畳され、相互に影響し合うことで論理レベルを反転させるに足りる電圧のレベル変動が引き起こされているのではないかと考え、本発明をするに至った。

請求項１記載の発明になる静電気ノイズ耐性を高めたプロジェクタは、電磁シールドがなされていない箱体に映像化手段を備える第１の回路基板とケーブルで接続される第１の回路基板からの映像情報を受けて所定の処理を加えて拡大投射する映像に加工する第２の回路基板を含むプロジェクタであって、前記第２の回路基板内の回路素子から再起動の契機となるリセット信号の生成を行うリセット信号生成部より、少なくとも２つの系統に分けて出力し、第１の系統のリセット信号をこの第２の回路基板の所定の回路素子に供給し、第２の系統のリセット信号をケーブルを介して前記第１の回路基板に接続することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明になる静電気ノイズ耐性を高めたプロジェクタは、前記第２の回路基板に実装される映像情報に所定の処理を加えて拡大投射する映像への加工生成部と前記リセット信号生成部とは同じＦＰＧＡ内に設け、この間に必要な前記リセット信号はこのＦＰＧＡ内でのみ接続されていることを特徴とするものである。

請求項１、２の記載になる発明によれば、リセット信号を必要な数分生成し、このリセット信号をそれぞれ別の系統で必要な箇所に接続するようにしたので、第１の回路基板と第２の回路基板とを接続するケーブルに静電気ノイズが重畳しても、第２の回路基板に形成されているリセット信号配線パターンに重畳される静電気ノイズと連動することは少なくなるから、静電気ノイズにより、リセット状態に陥ることがない。したがって、静電気ノイズ耐性を高めたプロジェクタを提供することができる。

特に、請求項２記載の発明によれば、第２の回路基板に形成するリセット信号生成部と拡大投射映像の加工生成部とを同一のＦＰＧＡで形成することとしたので、第２の回路基板上に引き回されるリセット信号の配線パターンが少なくなるので静電気ノイズの影響を受けにくくなるから、静電気ノイズ耐性を高めたプロジェクタを提供することができる。

本発明になるプロジェクタの概略構成図である。本発明になるプロジェクタの概略ブロックとブロック間のリセット信号の接続を示す図である。

次に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明になるプロジェクタの概略構成図、図２は本発明になるプロジェクタの概略ブロックとブロック間のリセット信号の接続を示す図である。
なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

図１、２において、プロジェクタ１００は主として全体を制御する機能を備えるメイン基板１、載置台（図示せず。）に載置される原稿等を映像化する機能を備えるＣＭＯＳ基板２、メイン基板１とＣＭＯＳ基板とに電力を供給する機能を備える電源基板３、ランプ用の電力を供給する機能を備える電源基板３１、映像を光学的に拡大投射する機能を備える光学エンジン３２、レンズ３３とからなる。

メイン基板１には、パーソナルコンピュータやＤＶＤレコーダ等から出力される映像を入力するＲＧＢ信号入力端子２３や映像、音声入力端子（図示せず。）が設けられている。これらの端子から入力される映像や音声とＣＭＯＳ基板２から入力される映像から操作者の選択によりいずれか１系統の映像や音声が選択される。

メイン基板１は、主として制御部１１、第１映像入力部１２、第２映像入力部１３、フレームメモリ１４、ＤＭＤ制御部１５、ファン制御部１６、モータ駆動部１７、ランプ駆動部１８とからなる。また、ＣＭＯＳ基板２は光電変換素子であるＣＭＯＳセンサにより得られた電荷を基に映像を生成するＣＭＯＳセンサモジュール２ａを主たる構成とし、必要に応じてメイン基板１からのリセット信号により初期化される。また、電源基板３は商用電源を受けてメイン基板１やＣＭＯＳ基板２で使用される電力を生成する。

第１映像入力部１２は、ＣＭＯＳ基板２とメイン基板とを接続するケーブ２１を介して入力されるＣＭＯＳセンサモジュール２ａで得られた映像を受けて増幅やシェーディング補正等の所定の処理を行って制御部１１に送る。この第１映像入力部１２は制御部１１からのリセット信号により初期化される。一方、第２映像入力部１３は、パーソナルコンピュータ１０１からＲＧＢ信号入力端子２３を介して入力されるアナログＲＧＢ映像信号を受けてＡ／Ｄ変換してデジタル映像データに変換して制御部１１に送る。

制御部１１は図示しないＣＰＵ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等により、ＥＥＰＲＯＭに格納されたプログラムに基づいてメモリ制御部１１ａを用いて入力される映像データをフレームメモリ１４に格納することやフレームメモリ１４に格納されたフレーム単位の映像データを読み出し解像度変換等の映像処理を施して拡大投射する映像データを準備する。

また、拡大投射する映像データをＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）制御部１５に送り、光変調素子であるＤＭＤ（図示せず。）を制御する。また、プロジェクタ１００の中で高温となる部位（例えば、光源となるランプやプロジェクタの各部（制御部１１、フレームメモリ１４、ＤＭＤ制御部１５等の構成要素をいう。以下、同じ。）に電力を供給する電源部３を冷却する冷風を発生させるファン（図示せず。）を駆動するファン駆動部１６を制御する。

さらに、三原色に相当するカラーフィルタが所定角度ピッチで形成され、一定速度で回転するカラーホイール（図示せず。）を一定速度で回転させるモータ（図示せず。）を駆動するモータ駆動部１７を制御し、ＤＭＤ制御部１４と共に前記映像データを変調する光源となるランプ（図示せず。）を駆動するランプ駆動部１８を制御する。

また、制御部１１にはリセット信号生成部１１ｂが設けられており、リセット信号としてリセット１をＣＭＯＳセンサ基板２、リセット２を第１映像入力部１２に出力し、これらをそれぞれ初期化する。このように、このリセット信号としては共通であるが、それぞれ接続されるＣＭＯＳセンサ基板２、第１映像入力部１２等に応じて別系統の信号としている。制御部１１は例えば、ＦＰＧＡ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＧａｔｅＡｒａｙ）のようなユーザが自由に機能を設定できる特定用途向け集積回路の中に組込む。

次に、このような構成からなるプロジェクタの動作と静電気ノイズの影響について説明する。
図示しない電源スイッチを操作してプロジェクタ１００に電源を投入するとリセット信号生成部１１ｂによりリセット信号が生成され、このリセット信号を契機に前記プログラムが動作して制御部１１を初期化する。また、生成されたリセット信号はリセット１とリセット２と別系統でそれぞれＣＭＯＳ基板２と第１映像入力部１２に出力され、ＣＭＯＳ基板２のＣＭＯＳセンサモジュール２ａと第１映像入力部１２の初期化の契機となり、それぞれで初期化が行われる。

こうして、それぞれが初期化されるとその後一定時間経過するとランプ駆動部１８により前記ランプが点灯し、プロジェクタ１００が動作可能になる。ここで、例えば映像入力として、パーソナルコンピュータを選択するとパーソナルコンピュータの映像が制御部１１に入力され、制御部１１の制御の下にメモリ制御部１１ａ、フレームメモリ１４、ＤＭＤ制御部１５、モータ駆動部１７等が前述のように動作することにより、この映像が拡大投射される。

このようにして、プロジェクタ１００が選択された映像を拡大投射しているとき、何らかの原因で静電気ノイズが発生し、例えばＲＧＢ信号入力端子を介してプロジェクタ１００の内部に入り込んだとする。背景技術で説明したように、この静電気ノイズは第１、第２の回路基板上に実装された回路素子や形成された回路パターンに影響を与え、特にシールドが施されていないケーブルや回路パターンに飛び込み、そこを流れる信号の電圧を変動させる。

確かに、この電圧変動は起きるものの、論理レベルを反転させてしまうほどではないので静電気ノイズによる誤動作は引き起こされることはない。なぜなら、前述のように最も影響の大きかったリセット信号を別系統として接続対象であるＣＭＯＳ基板２と第１映像入力部１２とで分けることで、それぞれのリセット信号ライン（配線パターンやケーブル）に静電気ノイズが飛び込んだとしても、別系統となっているから相互に影響しあうことがないので相乗的な影響を少なくできるからである。

また、リセット信号を必要とする回路を同一のＦＰＧＡ内に形成するようにしたので、リセット信号を第２の回路基板上に配線パターンとして形成する必要がなくなり、静電気ノイズの影響を受けにくくできるからである。

このようにすることで外枠を導電体で形成したり、導電体で形成しないまでも導電性塗料を塗布するなどせずに静電気ノイズ耐性の高いプロジェクタを提供することができる。
この方法は、小型、軽量化、そして低コストが求められるプロジェクタに好適なものであるばかりでなく、広く一般的な電子機器にも適用できることは言うまでもない。

１メイン基板、２ＣＭＯＳ基板、３電源基板、１１制御部、
１１ａメモリ制御部、１１ｂリセット信号生成部、１２第１映像入力部、
１３第２映像入力部、１４フレームメモリ、１５ＤＭＤ制御部、
１６ファン駆動部、１７モータ駆動部、１８ランプ駆動部、
２１ケーブル、２３ＲＧＢ信号入力端子、３１ランプ用電源基板、
３２光学エンジン、３３レンズ、１００プロジェクタ

Claims

電磁シールドがなされていない箱体に映像化手段を備える第１の回路基板とケーブルで接続される第１の回路基板からの映像情報を受けて所定の処理を加えて拡大投射する映像に加工する第２の回路基板を含むプロジェクタであって、前記第２の回路基板内の回路素子から再起動の契機となるリセット信号の生成を行うリセット信号生成部より、少なくとも２つの系統に分けて出力し、第１の系統のリセット信号をこの第２の回路基板の所定の回路素子に供給し、第２の系統のリセット信号をケーブルを介して前記第１の回路基板に接続することを特徴とする静電気ノイズ耐性を高めたプロジェクタ。
前記第２の回路基板に実装される映像情報に所定の処理を加えて拡大投射する映像への加工生成部と前記リセット信号生成部とは同じＦＰＧＡ内に設け、この間に必要な前記リセット信号はこのＦＰＧＡ内でのみ接続されていること
を特徴とする請求項１記載の静電気ノイズ耐性を高めたプロジェクタ。