CN100363837C - 照明装置及投影机 - Google Patents
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Abstract
当视频信号经由视频输入端子输入到投影机10中时,由图像解析电路61从视频信号中检测出图像的亮度峰值,并输出给CPU71。接着在增益调整电路中63中,根据来自CPU71的指令调整视频信号中的亮度信号。在此,CPU71根据从图像解析电路61中得到的图像的亮度峰值决定增益调整量,将其结果输出给增益调整电路63。例如,在图像的亮度峰值Ip为上限至Imax的50%的情况下,将增益调整量设为2倍。这种情况下,有必要使光阀44a的照明光量减少到50%,而通过由光源灯21进行的调光和由开闭遮光部件23进行的调光能够实现这种减光。
Description
技术领域
本发明涉及照明装置及应用该照明装置的投影机。
背景技术
在投影机中,根据图像的平均亮度对作为光源的金属卤化物灯的发光光量进行控制,以此提高图像的对比度的方法已为公众所知(例如,参照特开平5-66501号公报)。
另外,代替使光源的发光光量发生变化,利用靠光学光阑进行的光量调节提高图像的对比度的方法也已为公众所知(例如,参照特开2002-23106号公报)。
但是,在投影机中,现在主流的光源是高压水银灯,在想要使这种高压水银灯的发光光量与特开平5-66501号公报中所记载的技术同样地进行变化的情况下,只不过能将100%的发光光量减少到70%左右,结果不能充分提高图像的对比度。
另外,如果利用特开2002-23106号公报中所记载的光学光阑对光源光最大限度地进行减光,则会产生导致热量集中在光学光阑部分,给周边光学器件等带来不良影响等问题。
另外,在利用光学光阑将光源光最大限度地减光为30%~40%的情况下,会产生因为灯、遮光板、积分仪等的微小的配置误差而致使照明不均变得明显,因灯更换等引起极端的照明不均等问题。
发明内容
在此,本发明的目的在于提供一种即使在使用高压水银灯那样的发光光量的可变量少的灯的情况下,也能够使图像的对比度提高的照明装置及使用该照明装置的投影机。
另外,本发明的目的还在于提供一种即使在跨越很宽范围地对照明光的强度进行了调节的情况下,也不易产生因减光引起的发热的不良影响,不易产生照明不均的照明装置等。
为解决上述问题,本发明的照明装置具备照明用的光源、调节光源的发光光量的光源驱动装置、对从光源取出的照明光的强度进行调节的遮光装置。
在上述照明装置中,光源驱动装置对光源的发光光量进行调节,遮光装置对从光源取出的照明光的强度进行调节,因此能够超过光源的发光光量的调节范围地对照明光的亮度进行调节。另外,与仅通过遮光装置对照明光的强度进行调节的情况相比,在能够降低由遮光装置引起的发热的同时,还能够降低光源的消耗电力。
另外,在上述照明装置的具体的方案中,遮光装置为使光源的照明光部分地透过的光调制元件。这种情况下,能够通过电子式的控制进行精密的光量调节。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,遮光装置为部分地遮蔽光源的照明光的光学光阑。这种情况下,能够利用简单的机构进行精密的光量调节。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,光学光阑具备具有使来自光源的照明光透过的开口部及遮蔽来自光源的照明光的一部分的遮光部的多个遮光掩模、和能够以使开口部及遮光部在来自光源的照明光的出射方向重叠的方式使多个遮光掩模相互移动的遮光掩模移动机构。这种情况下,能够将光学光阑的构造设置得较简单,例如,通过使多个遮光掩模相互滑动移动,能够使开口部及遮光部在来自光源的照明光的出射方向上重叠,能够容易且快速地实施光学光阑的光量调节。另外,作为遮光掩模,并没有特别的限定,例如,可以采样开口部及遮光部排列成格子状的、或开口部及遮光部配列成同心圆状的。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,遮光掩模移动机构具备在与来自光源的照明光的照明光轴正交的方向上延伸、以该方向为轴旋转的旋转轴,和与该旋转轴接合、随着旋转轴的旋转沿旋转轴方向移动的多个移动部。并且,多个移动部与多个遮光掩模相接合、随着旋转轴的旋转沿旋转轴方向移动、以使多个遮光掩模相互移动。这种情况下,仅仅使旋转轴旋转,即可使多个遮光掩模相互移动,能够实现遮光掩模移动机构的构造的简洁化。另外,因为旋转轴的旋转角与多个遮光掩模的相互的移动量有对应关系,所以通过精密地控制旋转轴的旋转角,能够容易且高精度地实施由光学光阑进行的光量调整。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,光学光阑进一步具有将多个移动部向使其在旋转轴的轴向方向上相互离开的方向加载的移动部加载部件。例如,在被构成为多个移动部与旋转轴螺纹配合、可通过旋转轴的旋转变更螺纹配合状态以进行移动的情况下,因为移动部加载部件将多个移动部向使其在旋转轴的轴向方向相互离开的方向加载,所以能够防止因螺纹槽的余隙产生的旋转轴和多个移动部的螺纹配合状态的偏差,能够高精密地实施由光学光阑进行的光量调节。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,进一步具有驱动光调制元件的光调制元件驱动装置、或驱动光学光阑的光阑驱动装置。这种情况下,因为具备光调制元件驱动装置或光阑驱动装置,所以通过电子式地控制光调制元件或光学光阑,能够实施精密的光量调节。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,光学光阑驱动装置是电动机。这种情况下,可以用常用的各种电动机构成光阑驱动装置,可以选择最佳的结构以适应照明装置的设计。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,进一步具备将电动机的电动机轴向该电动机轴的轴向方向加载的电动机轴加载部件。这种情况下,即使是在电动机的电动机轴在轴向产生位置偏差的情况下,也可以通过由电动机轴加载部件将电动机轴向轴向方向加载,能够防止电动机轴的位置偏差,即能够精密地实施由光学光阑进行的光量调节。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,光阑驱动装置通过电磁铁进行驱动。这种情况下,例如,能够采用以电磁铁中的磁极的变换等驱动光学光阑的结构。从而,在能够以简单的结构实现光学光阑的驱动的同时,还能够迅速地实施光学光阑的驱动,即,能够迅速地实施由光学光阑进行的光量调节。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,遮光装置为分级式地使透过光量变化。这种情况下,因为没有必要对遮光装置一边精密地进行微调整一边进行控制,所以能够将遮光装置的驱动机构设置得较简洁。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,光学光阑分两级进行工作以使透过光量变化。这种情况下,易于将光学光阑的应答速度设为定值,另外,由光学光阑进行的光量调节可以比较简单且廉价。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,进一步具有将遮光装置安装在相对于光源的规定位置上的安装部件。并且,安装部件以可在与来自光源的照明光的照明光轴正交的平面内对遮光装置进行位置调整的形式构成。这种情况下,即使在遮光装置产生设计误差,不能通过该遮光装置将照明光遮光在设定的照明强度的情况下,也可通过对安装部件进行位置调整,变更遮光装置的位置,能够获得设定的照明强度。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,遮光装置,从光源的共轭位置附近侧部分地对由光源射出的光束进行遮蔽。这种情况下,可以在光源的共轭位置附近实施遮光装置的遮光,能够降低从照明装置射出的光束的照明不均。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,进一步具备由对来自光源的照明光进行分割的光束分割元件、和对由该光束分割元件所分割的多个光束进行聚光的聚光元件构成的光束分割装置。并且,遮光装置被配置在光束分割元件和聚光元件之间。在具备这样的光束分割装置的情况下,会在光束分割元件和聚光元件之间,根据该等光束分割元件即聚光元件的光学特性产生规定的间隙。即,通过在该间隙间配置遮光装置,能够使照明装置紧凑,实现照明装置的小型化。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,光源驱动装置使光源的发光光量连续地变化。这种情况下,能够对应图像的亮度变化使对比度平绥地变化。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,进一步具有使光源驱动装置和遮光装置有关连地进行工作的控制装置。这种情况下,根据光源、遮光装置的特性进行的照明光的亮度调节成为可能。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,控制装置进一步具有分配表和判断使用该分配表之中的某一个组合的判断部,该分配表包含有与实现所设定的照明光量的光源的发光光量和对应于由遮光装置产生的调节量的遮光参数的组合相关的信息。这种情况下,能够接合照明装置的使用状况等,迅速地求出与作为目标的减光量相对应的光源驱动装置和遮光装置的最佳动作量。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,判断部根据光源的温度切换判断使用分配表之中的某一个组合的判断基准。这种情况下,能够使光源更高效且稳定地进行工作。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,遮光装置为部分地遮蔽光源的照明光的光学光阑,控制装置在由光学光阑形成的6级以下的规定调节量的范围内使光学光阑进行工作。这种情况下,只需要以廉价的步进电动机直接驱动光学光阑即可实现精密的动作。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,规定的调节量被设定在将与光学光阑的驱动量相对应的遮光参数和由光学光阑形成的调节量进行曲线化后的曲线的坡度缓和的范围内。这种情况下,能够较大地选取有关光学光阑的驱动量的误差的容许量,能够进行精密的对比度调整。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,控制装置使由光源驱动装置进行的光源的发光光量的减少比由遮光装置进行的照明光的减少更优先。这种情况下,能够减少由光源、遮光装置产生的发热。
另外,在上述照明装置的另一的具体方案中,进一步具有测量光源的温度的温度测量装置,控制装置,在光源的温度为规定以下的低温的情况下,使由遮光装置进行的照明光的减少比由光源驱动装置进行的光源的发光光量的减少更优先。这种情况下,能够确保光源的温度在规定以上并稳定地进行工作。
另外,本发明的投影机,具备上述照明装置、被照明装置照明的光调制装置、将光调制装置的像向对象投影的投影透镜。这种情况下,因为能够对多种光源跨越较宽范围且稳定地对照明光的亮度进行调节,所以投影像的对比度增大,暗的部分的表现力增强。
另外,本发明的另一的投影机,具备上述照明装置、被照明装置照明的多个光调制装置、合成多个光调制装置的像的合成光学系统、将经合成光学系统合成的多个光调制装置的像向对象进行投影的投影透镜。这种情况也同样,因为能够对多种光源跨越较宽范围且稳定地对照明光的亮度进行调节,所以投影像的对比度增大,暗的部分的表现力增强。
附图说明
图1是表示第1实施方案的投影机的外观的立体图。
图2是说明图1的投影机的内部构造的图。
图3是说明设置在图2的光学系统中的开闭遮光部件的图。
图4是示意地说明控制系统的电路构成的框图。
图5是说明分配表的使用方法的图。
图6是说明工作模式的设定的流程图。
图7是说明遮光板的旋转角与照明强度的关系的图表。
图8是说明第4实施方案的照明装置的一部分的立体图。
图9是说明图8的开闭遮光部件的配置的图。
图10是说明第5实施方案的照明装置的一部分的立体图。
图11是图10的开闭遮光部件的正视图。
图12是图10的开闭遮光部件的后视图。
图13是图10的开关遮光部件的俯视图。
图14是说明图10的开闭遮光部件的工作的图。
具体实施方式
第1实施方案
以下,对组装有本发明的第1实施方案的照明装置的投影机进行说明。
图1是表示投影机10的外观的立体图,形成在长方体状的壳体12的正面嵌入有投影透镜14的构造,在靠近投影透镜14的上面,形成有便于用户操作的操作部16,在背面形成有连接器等(图未示)。另外,在凸出有投影透镜14的正面,邻近投影透镜14形成有格子状的通气口18。
图2是表示投影机10的内部的俯视图,主要是对光学系统的构造进行说明的图。该投影机10,除了图1中也示出的投影透镜14以外,主要还具备照明装置用光学系统20和色分割调制光学系统40。另外,虽然省略了图示,但重叠在这些光学系统14、20、40的上面地配置有主要电路、装设有各种驱动电路等的电路基板。
照明装置用光学系统20具备有光源灯21、作为光束分割元件的第1蝇眼透镜22、开闭遮光部件23、狭缝状的遮光部件24、作为聚光元件的第2蝇眼透镜25、偏振部件26、以及重叠透镜Ls。在此,光源灯21是具有对准用的凹面镜的高压水银灯,能够使发光光量在100%~约70%的范围内微调整。另外,第1蝇眼透镜22通过呈矩阵状配置的多个要件透镜将来自光源灯21的光源光分割以个别地进行聚光。开闭遮光部件23是由一对矩形的遮光板构成的光学光阑,通过使该等遮光板同步地相对于光轴OA以同一角度开闭,可将从第1蝇眼透镜22射出的照明光的强度遮蔽在100%~约50%的范围内。狭缝状的遮光部件24是用于防止杂散光的部件,回避光路地配置在构成第2蝇眼透镜25的各要件透镜的分界位置上。第2蝇眼透镜25具有呈矩阵状配置的多个要件透镜,通过该等要件透镜,根据由第1蝇眼透镜22形成的各2次光源形成均匀的发散光,射出重叠在后述的光阀(光调制装置)上的均匀的照明光。即,本发明的光束分割装置,相当于第1蝇眼透镜22及第2蝇眼透镜25。偏振部件26,将从第2蝇眼透镜25射出的照明光变换成只是规定方向的偏振成分以向后级光学系统供给。重叠透镜Ls使经过偏振部件26的照明光适当汇聚,以能够进行色分割调制光学系统40中的光阀的重叠照明。
照明装置用光学系统20的后级,具备使从照明装置用光学系统20射出的射出光的光轴向色分割调制光学系统40转折的反射镜32。
色分割调制光学系统40具备第1及第2分色镜41、42;3个物镜43a~43c;3个光阀44a~44c;以及十字分色棱镜45。由第1分色镜41反射的第1色的光,经由反射镜M1及物镜43a向光阀44a入射。透射第1分色镜41而被第2分色镜42反射的第2色的光,经由物镜43b向光阀44b入射。透射第1及第2分色镜41、42的第3色的光,在经过中继透镜R1、反射镜M2、中继透镜R2及反射镜M3后,经由物镜43c向光阀44c入射。分别入射到各光阀44a~44c上的3色的光,在分别由他们调制后,由作为合成光学系统的十字分色棱镜45合成,自其一侧面射出。
自十字分色棱镜45射出的合成光,入射到投影透镜14。另外,从十字分色棱镜45射出的像光,经由投影透镜14,以适当的放大率投射到设在投影机10外部的银幕(图未示)上。
在壳体12内,作为构成照明装置的其他部件,还设置有具备用于对光源灯21进行冷却的风扇的气冷装置27、用于对光源灯21进行调光并同时使其以稳定的状态工作的灯激励装置28、使开闭遮光部件23以适当的定时开闭动作的开闭驱动装置29。进而,在壳体12内,还设置有具备用于对构成色分割调制光学系统40的光阀44a~44c及其周边进行冷却的风扇的气冷装置47、供给用于使投影机10的各部工作的电力的电源装置50。
图3是对照明装置用光学系统20中设置的开闭遮光部件23的构造及功能进行说明的图。由图可知,遮光部件23具有一对矩形的遮光板23a、23b,该等遮光板23a、23b,以可使其前端部分位于第2蝇眼透镜25侧的方式被旋转自如地配置。并且,通过使该等遮光板23a、23b同步地开闭相等的角度θ,可从光源灯21的共轭位置附近侧部分地遮蔽从第1蝇眼透镜22向第2蝇眼透镜25的照明光的光路。由此,能够使来自光源灯21的照明光最大衰减到50%。两遮光板23a、23b的旋转角,可通过设置在开闭驱动装置29(参照图2)上的步进电动机使其分级式地变化,实线的状态表示最大闭合位置,虚线的状态表示开放位置。在最大闭合位置,只有来自第1蝇眼透镜22的照明光之中的中央侧部分入射到第2蝇眼透镜25,外侧的光被两遮光板23a、23b遮蔽。另外,也可以在遮光板23a、23b的表面上,施加防止光束的反射的反射防止处理,以不使所遮蔽的光束向第1蝇眼透镜22侧反射的方式构成。例如,通过在遮光板23a、23b的表面形成反射防止膜,在遮光板23a、23b的表面施加织物,防止入射光束的反射。
图4是示意的说明内置在投影机10内的控制系统的电路构成的框图。来自视频输入端子的视频信号,经由图像解析电路61、尺寸再生电路62、以及增益调整电路63被适当加工,用于光阀44a(44b、44c)的驱动。在此,图像解析电路61,根据所输入的视频信号提取与图像的亮度分布等有关的亮度信息,输出给设在照明装置120中的CPU71。具体而言,例如可以用对应每一帧进行复位的称作峰值保持电路的电路来构成图像解析电路61,这种情况下,能够对应每一画面输出亮度的最大值。尺寸再生电路62是对所输入的图像的图像分辨率进行变化以使其与光阀44a(44b、44c)的像素数量相对应的图像分辨率变化电路。增益调整电路63根据从照明装置120射出的照明光的强度调整亮度信号,可通过与照明装置120的协动最佳地提高投影图像的对比度。
在照明装置120中,作为控制装置的CPU71,根据由图像解析电路61获得的亮度信息使灯激励装置28、电动机驱动电路29a工作,由此根据每个投影图像的亮度分布调整照明光的强度。在此,灯激励装置28作为光源驱动装置具有发光量控制电路,根据来自CPU71的指令将光源灯21的发光光量调整为目标值。另外,电动机驱动电路29a,驱动设置在各遮光板23a、23b上的电动机29b、29c,将两遮光板23a、23b保持在设为目标的开闭状态,将向光阀44a(44b、44c)入射的照明光的强度调节到所期望的值。在此,电动机驱动电路29a和电动机29b、29c,构成图2的开闭驱动装置29。
温度传感器72是用于监视光源灯21的温度的。CPU71根据温度传感器72的检测结果,向风扇驱动电路73输出冷却的指令信号,使设在气冷装置27上的风扇27a工作。具体地讲,当光源灯21的温度达到规定以上时,随着该温度使风扇27a的转速增大,对光源灯21进行冷却。另外,当光源灯21的温度降到规定以下时,使风扇27a的转速降低。另外,在光源灯21的温度比规定的下限值还低的情况下,CPU71可以使光源灯21在发光光量变大的状态(加热状态)下工作。由此,能够由光源灯21发出稳定的目标亮度的光源光。
风扇驱动电路73,不仅是气冷装置27的风扇27a,还能够使气冷装置47的风扇47a工作。由此,能够对光阀44a~44c及其周边适当地进行冷却。
以下的表1示例了内置在附带有CPU71的存储装置75中的分配表。该分配表是给出用于以所期望的光量对光阀44a(44b、44c)进行照明的组合的数据,是构成了用于求出应向灯激励装置28、电动机驱动电路29输出的指令信号的基础的数据。具体地讲,存储了通过光源灯21的发光光量SI(以最大亮度为100%的情况下的相对强度)、和设在开闭遮光部件23上的遮光板23a、23b的旋转角θ的组合所达成的减光率。在此,将旋转角θ称作遮光参数的值,对各遮光参数,分配以最大透过率为100%时的相对透过率——即减光率。
表1
遮光板 | 灯发光光量SI | |||||||||||||
角度θ | 遮光率 | 100% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 85% | 83% | 80% | 78% | 75% | 73% | 70% |
0° | 100% | 100% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 85% | 83% | 80% | 78% | 75% | 73% | 70% |
2° | 100% | 100% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 85% | 83% | 80% | 78% | 75% | 73% | 70% |
4° | 100% | 100% | 97% | 95% | 92% | 90% | 87% | 85% | 82% | 80% | 77% | 75% | 72% | 70% |
6° | 98% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 86% | 83% | 81% | 78% | 76% | 73% | 71% | 68% |
8° | 95% | 95% | 93% | 90% | 88% | 86% | 83% | 81% | 79% | 76% | 74% | 71% | 69% | 67% |
10° | 94% | 94% | 92% | 89% | 87% | 85% | 82% | 80% | 78% | 75% | 73% | 71% | 68% | 66% |
12° | 94% | 94% | 92% | 89% | 87% | 85% | 82% | 80% | 78% | 75% | 73% | 71% | 68% | 66% |
14° | 94% | 94% | 92% | 89% | 87% | 85% | 82% | 80% | 78% | 75% | 73% | 71% | 68% | 66% |
16° | 92% | 92% | 90% | 88% | 85% | 83% | 81% | 78% | 76% | 74% | 71% | 69% | 67% | 65% |
18° | 88% | 88% | 86% | 84% | 82% | 80% | 77% | 75% | 73% | 71% | 69% | 66% | 64% | 62% |
20° | 85% | 85% | 83% | 81% | 78% | 76% | 74% | 72% | 70% | 68% | 66% | 64% | 61% | 59% |
22° | 84% | 84% | 82% | 80% | 77% | 75% | 73% | 71% | 69% | 67% | 65% | 63% | 61% | 59% |
24° | 84% | 84% | 81% | 79% | 77% | 75% | 73% | 71% | 69% | 67% | 65% | 63% | 61% | 59% |
26° | 82% | 82% | 80% | 78% | 76% | 74% | 72% | 69% | 67% | 65% | 63% | 61% | 59% | 57% |
28° | 78% | 78% | 76% | 74% | 72% | 70% | 68% | 66% | 64% | 62% | 60% | 58% | 56% | 54% |
30° | 72% | 72% | 71% | 69% | 67% | 65% | 63% | 61% | 60% | 58% | 56% | 54% | 52% | 51% |
32° | 68% | 68% | 66% | 64% | 63% | 61% | 59% | 58% | 56% | 54% | 53% | 51% | 49% | 48% |
34° | 66% | 66% | 65% | 63% | 61% | 60% | 58% | 56% | 55% | 53% | 51% | 50% | 48% | 46% |
36° | 66% | 66% | 64% | 63% | 61% | 59% | 58% | 56% | 54% | 53% | 51% | 49% | 48% | 46% |
38° | 63% | 63% | 62% | 60% | 59% | 57% | 56% | 54% | 52% | 51% | 49% | 48% | 46% | 44% |
40° | 58% | 58% | 57% | 55% | 54% | 53% | 51% | 50% | 48% | 47% | 45% | 44% | 42% | 41% |
42° | 50% | 50% | 49% | 48% | 46% | 45% | 44% | 43% | 41% | 40% | 39% | 38% | 36% | 35% |
该分配表中,减光率的范围达到从100%到35%的范围。也就是说,能够以几乎连续地减光到光源灯21的最大亮度的35%的照明光量对光阀44a(44b、44c)进行照明。即,能够实现远远超过光源灯21单独的照明光的强度调节范围的减光率。这意味着能够宽范围地变更光阀44a~44c的照明光量,能够提高由投影透镜14所投射图像的对比度,特别能增强暗的部分的表现力。
另外,如果假定由开闭遮光部件23单独减光到光源强度的35%,则因为被减光的65%的光会被转化为热,所以有必要充分的确保开闭遮光部件23的散热,但这并不是容易的。另一方面,在本实施方案的情况下,因为预先将光源灯21的发光光量减光到70%,由于开闭遮光部件23的遮光而转换为热的量变成了35%。如果是这种程度的热量,就没有必要重新添加气冷装置27等,只要进行在开闭遮光部件23的周围设置散热片、导热板等处理就能够解决过热的问题,能够简易地构成机器整体。
图5是说明表1所示的分配表的使用方法的图。在图5的分配表中,实现同一减光率的旋转角θ和发光光量SI的组合有多个。因此,在实际的工作中,有必要与作为目标的减光率相对应地选择一个旋转角θ和发光光量SI。为了进行这种判断,使用了图5中所示例的路径A~E。
例如,以标号A表示的路径为优先由光源灯21进行调光的状态,在以该工作模式A进行调光的情况下,最初设定开闭遮光部件23的旋转角θ=0,仅使光源灯21的发光光量减少,在其达到下限的阶段(70%),切换为由旋转角θ进行减光,使照明光的光量减少到下限值(35%)。以标号C表示的路径为使由光源灯21和开闭遮光部件23进行的调光均衡的状态,在以该工作模式C进行调光的情况下,开闭遮光部件23的旋转角θ、和光源灯21的发光光量SI以相同的比率减少。另外,以标号E所示的路径为优选由开闭遮光部件23进行调光的状态,在以该工作模式E进行调光的情况下,最初确保光源灯21的发光光量SI为最大而仅使开闭遮光部件23的旋转角θ逐渐减少,在其到达下限的阶段(50%)切换为由光源灯21进行减光,使照明光的光量减少到下限值(35%)。
另外,在以路径B所示的工作模式B的情况下,以路径A和路径C的中间的路径进行调光。即,形成为由光源灯21进行调光相对比较优先的状态。另外,以路径D所示的工作模式D的情况下,以路径E和路径C的中间的路径进行调光。即,形成为由开闭遮光部件23进行调光相对比较优先的状态。
选择图5中所示的工作模式A~E之中的哪一种,可以由用户指定,但在投影机10的初始设定中,优先由光源灯21进行调光的工作模式A成为基本。即通过优先由光源灯21进行调光,能够将光源灯21的输出设定在必要的最小限度,所以能够将发热抑制在最低限度,能够消除消耗电力的浪费。另一方面,若在光源灯21的发光光量达到下限值的状态下继续工作,则由于光源灯21的种类、使用环境不同,存在有光源灯21的温度下降过低的可能性。在特定种类的光源灯21的情况下,如果不使其在保持一定范围的高温的状态下进行工作,则会给灯的寿命带来不良影响,或者发光状态变得不稳定等。根据这种情况,在由温度传感器72检测到光源灯21已达到规定温度以下的情况下,可以设定为不但使由风扇27a进行的冷却减少、而且将工作模式切换成使开闭遮光部件23更优先的工作模式B~E的工作。这种情况下,根据光源灯21的温度选择与任意的路径A~E相对应的表,能够兼顾光源灯21的稳定的工作和光源灯21的发热降低这2个目的。
以下,对实施方案1的投影机10的工作例进行说明。当视频信号经由视频输入端子向投影机10输入时,由图像解析电路61从视频信号中检测出图像中的亮度峰值输出给CPU71。在其次的尺寸再生电路62中,对视频信号的图像分辨率进行适当的变换,使其适合光阀44a(44b、44c)的像素数,在其次的增益调整电路63中,根据来自CPU71的指令,调整视频信号中的亮度信号。在此,CPU71根据由图像解析电路61得到的图像的亮度峰值决定增益调整量,将其结果输出给增益调整电路63。例如,在图像的亮度峰值Ip为能够向投影机10输入的亮度的上限值Imax的50%的情况下,将增益调整量AG设为2倍。这种情况下,有必要使光阀44a(44b、44c)的照明光量减少到50%,而通过由光源灯21进行的调光和由开闭遮光部件23进行的调光,能够实现这种减光。即,根据图5的工作模式A~E某一个被选择,CPU71选择以表1中的某一个组合进行减光,将与由光源灯21及开闭遮光部件23进行的减光的负担率相对应的指令输出给灯激励装置28及电动机驱动电路29。由此,灯激励装置28、电动机驱动电路29适当地工作,以将从照明装置120射出的照明光量——即光阀44a(44b、44c)的照明光量设定为适当的值(在上述实例中为50%)。由此,在图像的亮度峰值Ip较低的图像的情况下,通过对照明光量进行减光能够再现更暗的黑,在与照明光量100%的时候的白相比较时,能够进行高对比度的显示。例如,在图像的亮度的峰值下降到35%的情况下,以简单的计算,能够显示3倍的对比度的图像。
图6是对有关调光的工作模式的设定的一例进行说明的流程图,是说明CPU71的作为判断部的工作的图。首先,根据温度传感器72的检测结果,判定光源灯21是否在规定温度以下一一即低温区工作(步骤S11)。当在步骤S11中判断为“否”的情况下,设定为优先由光源灯21进行调光的基本的工作模式A(步骤S12)。相反,当在步骤S11中判断为“是”的情况下,判断光源灯21的温度是否进一步超过下限值(步骤S13)。当在该步骤S13中判断为“否”的情况下,作为光源灯21的温度为比较低的温度且存在工作不稳定的可能性的情况,将当前的工作模式变更1级形成为优先由开闭遮光部件23进行减光的工作模式。例如,在当前的设定为图5所示的工作模式A的情况下,变更1级形成为部分地应用开闭遮光部件23的工作模式B(步骤S14)。另一方面,当在步骤S13中判断为“是”的情况下,作为光源灯21完全在低温状态且工作不稳定的可能性高的情况,将当前的工作模式变更为最优先由开闭遮光部件23进行减光的工作模式E(步骤S15)。
第2实施方案
以下,对本发明的第2实施方案的照明装置进行说明。在第2实施方案的照明装置中,使开闭遮光部件23以6级以下的旋转角进行工作。在设在开闭遮光部件23上的电动机29b、29c由步进电动机构成的情况下,能够精密地控制遮光板23a、23b的旋转角,但电动机比较昂贵。即,为了用步进电动机确保亮度调制的分辨能力,有必要将步进电动机的步进角设为1度左右,或设置减速齿轮等机构,所以在实现小型、廉价的照明装置方面形成了障碍。因此,在本实施方案中,通过步进角在约10度以上的比较廉价的步进电动机,形成直接驱动遮光板23a、23b的结构。
以下的表2,是精选表1一部分的分配表,对以10度单位驱动遮光板23a、23b的情况进行说明。这种情况下,因为由开闭遮光部件23进行的遮光为不连续的值,所以通过光源灯21的连续的减光对其间进行调节。这种情况也同样,留有使由光源灯21进行减光和由开闭遮光部件23进行减光的某一个优先的自由度,能够进行与图6所示的工作模式切换同样的模式切换。
表2
遮光板 | 灯发光光量SI | |||||||||||||
角度θ | 遮光率 | 100% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 85% | 83% | 80% | 78% | 75% | 73% | 70% |
0° | 100% | 100% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 85% | 83% | 80% | 78% | 75% | 73% | 70% |
10° | 94% | 94% | 92% | 89% | 87% | 85% | 82% | 80% | 78% | 75% | 73% | 71% | 68% | 66% |
20° | 85% | 85% | 83% | 81% | 78% | 76% | 74% | 72% | 70% | 68% | 66% | 64% | 61% | 59% |
30° | 72% | 72% | 71% | 69% | 67% | 65% | 63% | 61% | 60% | 58% | 56% | 54% | 52% | 51% |
40° | 58% | 58% | 57% | 55% | 54% | 53% | 51% | 50% | 48% | 47% | 45% | 44% | 42% | 41% |
第3实施方案
以下,对本发明的第3实施方案的照明装置进行说明。第3实施方案的照明装置是第2实施方案的照明装置的变形例。
图7是说明开闭遮光部件23中的遮光板23a、23b的旋转角和当时的照明强度(调整量)的关系的图表。由图表的曲线可以明显看出,照明强度并不是随着旋转角的增加同样程度地减少,而是照明强度的变动——即坡度小的角度区和照明强度的变动大的角度区交替地重复。即,得到了减光率随着旋转角呈台阶状地变化的曲线。这是由于来自第1蝇眼透镜22的光束在每一个要件透镜(单元)汇聚并同时通过遮光板23a、23b间而引起的(参照图3)。在遮光板23a、23b的前端通过这样的要件透镜之间时,照明光的强度变动几乎没有,而在遮光板23a、23b的前端通过要件透镜的正面时,照明光的强度变动变大。这种变动的角度间隔、变动率等,依据遮光板23a、23b的尺寸、配置等而变化,但在既已设定的遮光板23a、23b中则为恒定的。
如果利用图7这种特性,则能够使由开闭驱动装置29进行的遮光板23a、23b的驱动精度的容许值增大。即,通过将遮光板23a、23b的旋转角设定在图7的曲线中倾斜缓和的范围内,则即使有微小的偏差发生在遮光板23a、23的旋转角上,也难以产生减光率的影响。即,能够通过高精度的调光实现高品质的图像投影。
以下的表3是精选表1中的一部分的分配表,对使遮光板23a、23b的角度容许值增大的情况进行说明。这种情况下,以11度的步进角度旋转驱动遮光板23a、23b。
表3
遮光板 | 灯发光光量SI | |||||||||||||
角度θ | 遮光率 | 100% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 85% | 83% | 80% | 78% | 75% | 73% | 70% |
0° | 100% | 100% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 85% | 83% | 80% | 78% | 75% | 73% | 70% |
11° | 94% | 94% | 92% | 89% | 87% | 85% | 82% | 80% | 78% | 75% | 73% | 71% | 68% | 66% |
22° | 84% | 84% | 82% | 80% | 77% | 75% | 73% | 71% | 69% | 67% | 65% | 63% | 61% | 59% |
33° | 67% | 67% | 66% | 64% | 62% | 61% | 59% | 57% | 56% | 54% | 52% | 51% | 49% | 47% |
第4实施方案
以下,对本发明的第4实施方案的照明装置进行说明。在第4实施方案的照明装置中,代替图3的开闭遮光部件23,使用进行2级动作的狭缝状的开闭遮光部件。
图8是说明组装在第4实施方案的照明装置中的开闭遮光部件123的构造的立体图。该开闭遮光部件123,具备分别具有8个作为开口部的狭缝SL的作为一对遮光掩模的狭缝板123a、123b,通过调节两狭缝板123a、123b的相对位置,能够分2级地控制透光量或遮光量关闭(OFF)/开启(ON)。一方的狭缝板123a形成为可被一对导引销123d、123e引导向A1方向或B1方向运动,另一方的狭缝板123b也形成为可被两导引销123d、123e引导向A2方向或B2方向运动,但两狭缝板123a、123b均由一对挡块123g、123h限制可动范围。
一方的狭缝板123a,形成为被跨设在其与挡块123h之间的弹簧123i向B1方向加载、而上端部触接在挡块123h上而移动被限制的构造。另一方的狭缝板123b也同样,形成为被跨设在其与挡块123g之间的弹簧123j向B2方向加载、而上端部触接在挡块123g上而移动被限制的构造。一对电磁致动器129a、129b,是根据驱动信号电磁式地进行工作的光阑驱动装置,分别克服弹簧123i、123j将狭缝板123a、123b向A1方向、A2方向驱动。即,在电磁致动器129a、129b关闭(OFF)的情况下,两狭缝板123a、123b分别向B1方向及B2方向移动,两者的狭缝SL大致对齐,能够使照明光保持不变地100%透过。另一方面,在电磁致动器129a、129b为开启(ON)的情况下,两狭缝板123a、123b分别向A1方向及A2方向瞬时地移动,在狭缝SL上产生规定的位置偏差,将照明光减光约70%。当电磁致动器129a、129b再次关闭时,两狭缝板123a、123b瞬时地返回到最初的位置,狭缝SL大致对齐,能够使照明光保持原样100%透过。
图9是说明开闭遮光部件123的配置的图。如图所示,构成开闭遮光部件123的一对狭缝板123a、123b被配置在与图2所示的狭缝板状遮光部件24等效的位置上。另外,两狭缝板123a、123b,在图8的电磁致动器129a、129b关闭的时候,即在其上形成的狭缝SL虽有微小的位置偏差但基本对齐不妨碍光路时,该等狭缝SL被与构成第2蝇眼透镜25的各要件透镜的中央位置大致对向地配置(图9所示的状态)。由此,即使狭缝板123a、123b在第1及第2蝇眼透镜22、25之间,也能够将照明光设为100%。
以下的表4,表示在第4实施方案的照明装置中使用的分配表。这种情况下,因为能够分为开启、关闭2级式地控制开闭遮光部件123,所以在将开闭遮光部件123设为开启而部分地进行遮蔽的情况下,可实现72%的减光。由于光源灯21的最大的减光率为70,所以通过由开闭遮光部件123进行的减光和光源灯21的减光,最大能够无间断连续地实现到50%左右的减光。
表4
狭缝板 | 灯发光光量SI | ||||||||||||
遮光率 | 100% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 85% | 83% | 80% | 78% | 75% | 73% | 70% |
100% | 100% | 98% | 95% | 93% | 90% | 88% | 85% | 83% | 80% | 78% | 75% | 73% | 70% |
72% | 72% | 71% | 69% | 67% | 65% | 63% | 61% | 60% | 58% | 56% | 54% | 52% | 51% |
在以上的第4实施方案中,因为能够始终一定地保持由开闭遮光部件123进行的开闭动作的定时,所以高速度的减光成为可能,即使在视频信号中所包含的图像的亮度剧烈地变化的情况下也能够迅速地应对。另外,因为是使用了廉价且小型的致动器的2级的动作,所以能够设成简单的结构,有助于小型轻量且廉价的机器的提供。
第5实施方案
以下,对本发明的第5实施方案的照明装置进行说明。在第5实施方案的照明装置中,代替图8的开闭遮光部件123,使用分级式地工作的狭缝形的开闭遮光部件。
图10是说明组装在第5实施方案的照明装置中的开闭遮光部件223的构造的立体图。图11是开闭遮光部件223的正视图。图12是开闭遮光部件223的后视图。图13是开闭遮光部件223的俯视图。另外,在图11、图12、以及图13中,采用将来自光源灯21的照明光的射出方向设为Z轴、将与该Z轴相对的左右方向设为X轴、将与该Z轴相对的上下方向设为Y轴的XYZ正交坐标系,对开闭遮光部件223进行说明。
开闭遮光部件223,位于第1蝇眼透镜22和第2蝇眼透镜25之间,被配置在靠近光源灯21的共轭位置上。该开闭遮光部件223,如图10至图13所示,具备:作为遮光掩模的狭缝板223a、223b;作为可使该等狭缝板223a、223b相互移动的遮光掩模移动机构的狭缝板移动机构224;作为驱动该狭缝板移动机构224的光学光阑驱动装置的脉冲电动机225;以及将该等狭缝板223a、223b、狭缝板移动机构224及脉冲电动机225安装在壳体12内的规定位置的安装部件226。
狭缝板223a、223b,如图11或图12所示,由正视呈矩形形状的板体构成。并且,在该狭缝板223a、223b上形成有作为开口部的狭缝SL。该狭缝SL具有在X方向大致中央部分沿Y方向延伸的狭缝SL1、和以该狭缝SL1为中心左右呈对称地各3个狭缝SL2。狭缝SL1以狭缝SL2的宽度尺寸的大致2倍的宽度尺寸形成。另外,各狭缝SL2中X方向外侧的狭缝SL2,比其他的狭缝SL2高度尺寸小地被形成。由该等狭缝SL1及SL2构成作为开口部的狭缝SL。即,狭缝SL以外的部分具有作为本发明的遮光部的功能。
另外,狭缝板223a、223b的四角的角落部分之中,位于上方侧的2个角落部分上,如图12所示形成有沿X方向延伸的长孔223c、223d。另外,在图12中,显示了狭缝板223a中的长孔223c、223d,但在狭缝板223b中也同样地形成有该结构。
另外,在狭缝板223a、223b的上端缘大致中央部分,如图10或图13所示,形成有自该上端缘向-Z方向突出的突出部223e、223f。
突出部223e,自前端部分向Z方向大致中央部分欠缺形成切口223g,且被形成为平面大致コ字形状。并且,位于该コ字形状的-X方向的突出部分上形成有与狭缝板移动机构224相接合的接合孔223h。
突出部223f,具有与上述的突出部223e大致同样的形状,形成有切口223i、和在位于コ字形状的+X方向的突出部分上形成的接合孔223j。
在此,狭缝板223b的上端缘大致中央部分,如图10所示,向-Y方向凹入地被形成。即,突出部223e比突出部223f更位于+Y侧,该等突出部223e及223f相互不干涉地被形成。
狭缝板移动机构224,如图10或图13所示,具备形成为以X方向为轴的圆柱状、以该轴为中心旋转的旋转轴224a;与该旋转轴224a接合、随着旋转轴224a的旋转沿旋转轴224a的轴向方向移动的2个作为移动部的滑块224b;位于该等滑块224b之间的作为移动部加载部件的螺旋弹簧224c;以及将旋转轴224a与脉冲电动机225的电动机轴225a连结的接头224d。
旋转轴224a形成为圆柱状,一端通过接头224d与脉冲电动机225的电动机轴225a连结,另一端被支撑在安装部件226上。并且,在旋转轴224a上,虽然图示省略,但在两端部间的外周上形成有2个螺纹槽。该2个螺纹槽相互分开,位于-X方向侧的螺纹槽,以右旋螺纹的螺纹槽形成,位于+X方向侧的螺纹槽,以左旋螺纹的螺纹槽形成。
各滑块224b,形成为大致方形柱状,贯通对向的两端面形成内螺纹孔,可与旋转轴224a的图未示的螺纹槽螺纹配合。在此,各滑块224b之中,位于-X方向的滑块224b1上,对应旋转轴224a的图未示的右旋螺纹的螺纹槽,形成右旋螺纹的螺纹孔。另一方面,位于+X方向的滑块224b2上,对应旋转轴224a的图未示的左旋螺纹的螺纹槽,形成左旋螺纹的螺纹孔。
另外,在各滑块224b的+Z方向端面上,形成有向+Z方向延伸、进而向+Y方向延伸的接合销224b3、224b4(图13)。并且,该等接合销224b3、224b4与狭缝板223a、223b的接合孔223h、223j接合。
另外,在各滑块224b的-Y方向端面上,虽然图示省略,但形成有向-Y方向延伸的接合销,该接合销与形成于安装部件226上的图未示的长孔接合,在移动的时候,引导滑块224b。
螺旋弹簧224c,被旋转轴224a贯穿,一端触接在滑块224b1的+X方向端面上,另一端触接在滑块224b2的-X方向端面上。即,该螺旋弹簧224c将2个滑块224b1及224b2向在旋转轴224a的轴向方向离开的方向加载。
接头224d,将旋转轴224a的一端与脉冲电动机225的电动机轴225a(图13)连结。并且,当电动机轴225a通过脉冲电动机225的驱动旋转时,接头224d根据电动机轴225a的旋转,使旋转轴224a正转或反转。
脉冲电动机225是一般所使用的脉冲电动机,通过施加规定的脉冲电压作为来自第1实施方案中所说明的图4的电动机驱动电路29的驱动信号,使电动机轴225a旋转。另外,如图11所示,设置有将脉冲电动机225的电动机轴225a向-X方向加载的电动机轴加载部件230。另外,在本实施方案中,作为光学光阑装置采用了脉冲电动机225,但不限于此,也可以采用伺服电动机。另外,作为电动机轴加载部件230,除了螺旋弹簧、板弹簧等加载部件之外,还可以采用橡胶等具有弹性的部件。
安装部件226,具有沿X方向延伸的大致矩形形状的板体226a、一体形成于该板体226a的两端部的安装部226b、226c。
在板体226a上,在-X方向端部附件,形成有向+Y方向突出的旋转轴支撑部226a1。并且该旋转轴支撑部226a1可自由旋转地支撑旋转轴224a的一方的端部。
另外,在板体226a上,在+Z方向端缘中的X方向两端部侧,形成有向+Y方向突出的狭缝板支撑部226a2。该狭缝板支撑部226a2上,形成有沿Z方向贯通的图未示的孔。并且,如图12或图13所示,通过将螺钉226d经由狭缝板223a、223b的长孔223c、223d螺纹配合到图未示的孔中,使狭缝板223a、223b可沿X方向移动地支撑在狭缝板支撑部226a2上。
进而,在板体226a上,在位于+Z方向端缘处的大致中央部分,形成有向+Y方向突出的定位突起226a3。并且,该定位突起226a3与狭缝板223a、223b的切口223g、223i触接,限定各狭缝板223a、223b的初始位置。即,在其初始位置,在从Z方向看的情况下,各狭缝板223a、223b的位置大致对齐,处于看不到双方的狭缝板的状态,不对照明光减光。
再者,在板体226a上,虽然图示省略,但形成有与各滑块224b的图未示的接合销接合的、沿X方向延伸的长孔,通过该长孔,限制各滑块224b的移动方向。
安装部226b,如图11所示,是位于板体226a的-X方向端部、相对于板体226a向-Y方向呈阶梯状下落形成的矩形形状的板体。在该安装部226b上,如图10或图13所示,形成有表里贯通并同时沿X方向延伸的2个固定用孔226b1、和在-Z方向端面具有略V字形状的切口226b2。
安装部226c,如图10或图13所示,具有沿Z方向延伸的截面略L字形状,自板体226a的+X方向端部向-Y方向阶梯状下落地一体形成。在该安装部226c上,在平行于XZ平面的端面上形成有表里贯通并同时沿X方向延伸的3个固定用孔226c1。另外,在该安装部226c中,以平行于YZ平面的端面保持固定脉冲电动机225。另外,在该端面上,形成有在将脉冲电动机225安装到安装部226c上时使电动机轴225a向板体226a侧突出的图未示的孔。
并且,在将保持各部件223a、223b、224、及225的安装部件226安装到壳体12内的规定位置时,通过将图未示的螺钉经由固定用孔226b1及226c1螺纹配合到设在壳体12内的图未示的光学部件用框体上而进行实施。另外,在调整上述的安装部件226的安装位置时,通过将例如螺丝刀等的尖端穿过切口226b2,一边使螺丝刀的侧面与切口226b2的端面触接,一边转动螺丝刀,以此调整安装部件226沿X方向的安装位置。
接着,对开闭遮光部件223的工作进行说明。另外,在下面,主要对由开闭遮光部件223进行的照明强度的减少进行说明。
脉冲电动机225,通过施加作为来自第1实施方案中所说明的图4所示的电动机驱动电路29a的驱动信号的规定的脉冲电压,使电动机轴225a以规定的旋转角旋转。在此,电动机轴225a绕逆时针旋转。并且,通过接头224d与电动机轴225a连结的旋转轴224a,与电动机轴225a的旋转连动,以规定的旋转角沿绕逆时针的方向旋转。
当旋转轴224a旋转时,如图13所示,螺纹配合至该旋转轴224a上的滑块224b1,改变与旋转轴224a的螺纹配合状态,向-X方向移动。另外,与此同时,螺纹配合至旋转轴224a上的滑块224b2改变与旋转轴224a的螺纹配合状态,向+X方向移动。
如图14所示,与该等滑块224b的移动连动地,从上述的初始位置起,狭缝板223a向-X方向移动,狭缝板223b向+X方向移动。并且,通过该等狭缝板223a、223b的移动,在从Z方向看的情况下,双方的狭缝SL交错,以此减少照明强度。
另外,上述的开闭遮光部件223的开闭动作,与第1实施方案、第2实施方案、或第3实施方案中所说明的大致相同,呈分级式地进行。即,照明强度呈阶梯式地减少。
在以上的第5实施方案中,开闭遮光部件223,具备狭缝板223a、223b、和狭缝板移动机构224,通过该狭缝板移动机构滑动移动狭缝板223a、223b,由此可变更照明强度,能够以简单的构造,容易且迅速地实施光量调节。
狭缝板移动机构224,具备旋转轴224a、和2个滑块224b1、224b2,只要使旋转轴224a旋转,就能够改变狭缝板223a、223b的相互的位置,实现了狭缝板移动机构224的构造的简洁化。进而,通过控制旋转轴224a的旋转角,能够分级式地实施照明强度的变更,能够容易且高精度地实施光量调节。
开闭遮光部件223的狭缝板移动机构224,具备螺旋弹簧224c,该螺旋弹簧224c向使2个滑块224b1、224b2分离的方向加载。由此,能够消除滑块224b1、224b2和旋转轴224a的螺纹槽处的余隙,即,能够避免由该余隙产生的位置偏差。从而,能够精密地实施由开闭遮光部件223进行的光量调节。
开闭遮光部件223,具备使旋转轴224a旋转的脉冲电动机225,由此,在能够以1个脉冲电动机225驱动旋转轴224a的同时,还可以通过作为驱动信号的规定的脉冲电压使旋转轴224a以规定的旋转角微小地旋转。从而,在能够抑制开闭遮光部件223的动作时的噪音的同时,还能够实施高精度的光量调节。
脉冲电动机225的电动机轴225a,因为被电动机轴加载部件230向-X方向加载,所以在开闭遮光部件223的动作时,能够避免电动机轴225a的位置偏差,即,能够精密地实施由开闭遮光部件223进行的光量调节。
在安装部件226上,因为在安装部226b、226c上形成有切口226b2、固定用孔226b1以及固定用孔226c1,所以即使存在有在开闭遮光部件223及/或壳体12的图未示的光学器件用框体上产生设计误差,不能以设定的照明强度对照明光进行遮光的情况,也能够对安装部件226进行位置调整。从而,通过改变开闭遮光部件223的位置,能够获得设定的照明强度。
开闭遮光部件223,因为靠近光源灯21的共轭位置配置,所以能够在光源灯21的共轭位置附件实施由该开闭遮光部件223进行的遮光。从而,能够降低自照明装置用光学系统20射出的光束的照明不均,并能够抑制从投影透镜14投射出的投影图像的颜色不均。另外,开闭遮光部件223因为被配置在第1蝇眼透镜22和第2蝇眼透镜25之间,所以即使在将开闭遮光部件223设置在照明装置用光学系统20中的情况下,也没有必要进行照明装置用光学系统20的设计变更。从而,能够容易地将开闭遮光部件223设置在通用的照明装置用光学系统20中。
虽然就以上实施方案对本发明进行了说明,但本发明并不限于上述实施方案。例如,在上述实施方案中CPU71,根据从图像解析电路61得到的图像的亮度峰值将确定的增益调整量输出给增益调整电路63,但也可以根据从图像解析电路61得到的图像的平均调制度、某-区域范围内的平均调制度,确定增益调整量或与此对应的减光率。另外,不是单纯的平均调制度,而是根据直方图化后的重心决定增益调整量。
另外,在上述第1实施方案等照明装置、投影机中,是用步进电动机使开闭遮光部件23动作的,但也可以通过伺服电动机和编码器等检测器的组合驱动开闭遮光部件23。
另外,在上述第4实施方案中,是通过2个电磁致动器129a、129b使开闭遮光部件124动作的,但也可以使单一的电磁致动器和机械式的连接机构组合而使两狭缝板123a、123b同时移动。另外,代替电磁致动器129a、129b,也可以使用压电元件等其他的驱动装置。
另外,在上述第5实施方案中,狭缝板223由2个狭缝板223a、223b构成,但并不限于此,以具有2个以上的狭缝板的方式构成也可以。另外,滑块224b是由2个滑块224b1、224b2构成的,但也可以以具有与狭缝板的片数相应的2个以上的滑块的方式构成。
另外,在上述第5实施方案中,安装部件226,在安装部226b、226c上形成有切口226b2、固定用孔226b1及固定用孔226c1,形成只可进行X方向的位置调整的结构,但不限于此,也可以形成为可进行Y方向及/或Z方向的位置调整的结构。
另外,在上述第5实施方案中,开闭遮光部件223位于第1蝇眼透镜22及第2蝇眼透镜25之间,以靠近光源灯21的共轭位置配置,但不限于此。即,开闭遮光部件223只要能够靠近光源灯21的共轭位置配置即可,既可以配置在第2蝇眼透镜25的后级,也可以配置在除此以外的光源灯21的共轭位置附近。
另外,在上述实施方案中,作为遮光装置使用了光学光阑——即开闭遮光部件23、123,但代替有关光学光阑,使用使光的透射率变化的液晶装置等光调制元件也可以。
Claims (22)
1.一种照明装置,具备
照明用的光源;
调节上述光源的发光光量的光源驱动装置;
和调节取自上述光源的照明光的强度的遮光装置,其特征在于,
还具有使上述光源驱动装置和上述遮光装置相关连地进行工作的控制装置,
上述控制装置具有分配表和判断使用该分配表之中的某一个组合的判断部,该分配表包含与实现所设定的照明光量的上述光源的发光光量和对应于由上述遮光装置产生的调节量的遮光参数的组合相关的信息。
2.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:上述遮光装置是使从上述光源射出的光束部分地透过的光调制元件。
3.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:上述遮光装置是部分地遮蔽从上述光源射出的光束的光学光阑。
4.如权利要求3所述的照明装置,其特征在于:上述光学光阑具备具有使来自上述光源的照明光透过的开口部及将来自上述光源的照明光的一部分遮断的遮光部的多个遮光掩模、和能够以使上述开口部及上述遮光部在来自上述光源的照明光的射出方向重叠的方式使上述多个遮光掩模相互移动的遮光掩模移动机构。
5.如权利要求4所述的照明装置,其特征在于:上述遮光掩模移动机构具有在与来自上述光源的照明光的照明光轴正交的方向上延伸、以该方向为轴旋转的旋转轴,和与该旋转轴接合并相应于旋转轴的旋转沿上述旋转轴方向移动的多个移动部;上述多个移动部与上述多个遮光掩模相接合,相应于上述旋转轴的旋转沿上述轴方向移动,使上述多个遮光掩模相互移动。
6.如权利要求5所述的照明装置,其特征在于:上述光学光阑进一步具有使上述多个移动部在上述旋转轴的轴向方向上向相互离开的方向加载的移动部加载部件。
7.如权利要求2或3所述的照明装置,其特征在于:进一步具有驱动上述光调制元件的光调制元件驱动装置、或驱动上述光学光阑的光阑驱动装置。
8.如权利要求7所述的照明装置,其特征在于:上述光学光阑驱动装置是电动机。
9.如权利要求8所述的照明装置,其特征在于:进一步具备将前述电动机的电动机轴向该电动机轴的轴向方向加载的电动机轴加载部件。
10.如权利要求7所述的照明装置,其特征在于:上述光阑驱动装置通过电磁铁进行驱动。
11.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:上述遮光装置包括一对狭缝板,分两级地调节上述一对狭缝板的相对位置,使透过光量变化。
12.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:进一步具有将上述遮光装置安装在相对于上述光源的规定位置上的安装部件,上述安装部件以可在与来自上述光源的照明光的照明光轴正交的平面内对上述遮光装置进行位置调整的形式构成。
13.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:上述遮光装置从上述光源的共轭位置附近侧部分地遮蔽由上述光源射出的光束。
14.如权利要求13所述的照明装置,其特征在于:进一步具备由对来自上述光源的照明光进行分割的光束分割元件、和对由该光束分割元件所分割的多个光束进行聚光的聚光元件构成的光束分割装置,上述遮光装置被配置在上述光束分割元件和上述聚光元件之间。
15.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:上述光源驱动装置使上述光源的发光光量连续地变化。
16.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:上述判断部根据上述光源的温度切换使用上述分配表之中的某一个组合的判断基准。
17.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:上述遮光装置为部分地遮蔽上述光源的照明光的光学光阑,上述控制装置在由上述光学光阑产生的6级或6级以下的规定调节量的范围内使上述光学光阑进行动作。
18.如权利要求17所述的照明装置,其特征在于:上述规定调节量,被设定在将与上述光学光阑的驱动量相对应的遮光参数和由上述光学光阑形成的调节量曲线化后的曲线的坡度缓和的范围内。
19.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:上述控制装置使由上述光源驱动装置进行的上述光源的发光光量的减少、比由上述遮光装置进行的上述照明光的减少更优先。
20.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:进一步具有测量上述光源的温度的温度测量装置,上述控制装置,在上述光源的温度为规定以下的低温的情况下,使由上述遮光装置进行的上述照明光的减少、比由上述光源驱动装置进行的上述光源的发光光量的减少更优先。
21.一种投影机,具备
权利要求1所记载的照明装置;
被上述照明装置照明的光调制装置;
和将上述光调制装置的像向对象投影的投影透镜。
22.一种投影机,具备
权利要求1所记载的照明装置;
被上述照明装置照明的多个光调制装置;
合成上述多个光调制装置的像的合成光学系统;
和将经上述合成光学系统合成的上述多个光调制装置的像向对象投影的投影透镜。
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