JP2006078787A - プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 投影光路の光量を調節する機構を光路の周縁にコンパクトに配置することによって装置の小型化と正確な光量調節を可能にする。
【解決手段】 本願のプロジェクタ装置は、映像を形成する像形成手段と、光源からの光を上記像形成手段に照射して投射する投影光路と、この投影光路の光量を調節する光量調節装置とを備え、この光量調節装置はその投影光路の両側縁に互いに略平行に配置された一対の回転支軸を中心に上記光路の進行方向に回動するように支持された一対の光量調節板と、前記一対の回転支軸と略平行に配置された駆動回転軸を有する駆動手段と、この駆動回転軸と略々直交する方向に配置され、その駆動回転軸の回転を上記一対の光量調節板にそれぞれ伝達する伝動部材とから成ると共に、その光量調節装置を上記投影光路の進行方向前後に対し傾斜させプロジェクタ装置本体に取り付けられて成るものである。
【選択図】 図１４

Description

本発明は液晶パネルなどの画像形成手段で形成した画像を投影レンズでスクリーン上に投影する際の光量を調節する光量調節装置を備えたプロジェクタ装置に関する。

一般に液晶プロジェクタ装置などの光映像をスクリーン上に投影する装置は、コンピュータ、テレビなどの画像機器に接続され、これ等の画像機器から出力された映像を投射レンズでスクリーン上に投影するものとして広く使用されている。

このようなプロジェクタ装置で投影した光画像は使用する環境によって眩しく感じたり、暗く感ずることがある。その原因は例えば暗い場所で使用する人間の瞳孔が開いている状態で急に明るい映像にすると光を実際より強く感ずる為であり、逆に明るい場所ではスクリーンの画面を暗く感ずる等周囲の明るさによる見易さが問題となる。また、閃光画像の様に見る映像によってもその画像の明るさが極めて短時間に変化することで映像鑑賞者の神経を一時的ではあるが極度に刺激することで不快感を感じるといった問題も発生している。

そこでスクリーンに投影する画像の明るさを周囲の環境、見る環境に応じて調節する必要が生ずる。従来、このような投影光量を調節する方法としては、液晶パネル等に照射する光源を調節するか、液晶パネルに印加する電圧を調節する方法が例えば特許文献１（特開２０００−２８９８８号公報）に知られている。

従来、このような投影光量（スクリーン画像の明るさ）を調節する方法としては液晶パネルに印加する電圧を調節することが知られている。しかし、液晶パネルは電圧と透過率との間に特有の関係があり、電圧を変えることで明るさを変える際に赤青緑が均等に変化するように電圧をコントロールするのは難しく、また、明るさの調節の際に色あいも変わってしまうという問題があった。

そこで投影レンズで投射する光量を遮光マスク板で調節してスクリーン画像の明るさを一定に調節することが例えば特許文献２（特開２００３−１２１９３８号公報）などで提案されている。同文献には投射レンズの前面にレンズの投影光路と直交する方向に投影孔（レンズ孔）を有するベース部材を設け、このベース部材に投影孔の口径を大小に調節する遮光板（マスク部材）を光路と直交する方向に開閉自在に取付けて光量調節するものが開示されている。従って、液晶パネルに形成された画像は光源からの光を受けて投射レンズでスクリーンに照射される際の画隔を投影光路に対して直交する平面に設けられた遮光板で光路の開口を大小に調節することによってスクリーン上の画像の明るさを調節するようにしている。
特開２０００−２８９８８号公報 特開２００３−１２１９３８号公報

上述のように投射レンズで投影する光路の光量を遮光板（マスク部材）で調節する際に前掲特許文献２のように投影光路と直交する平面でこの平面に設けた遮光板をスライド移動させて光量調節しようとすると投影レンズの側部に遮光部材（羽根状のマスク板など）が進退するスペースとこの遮光部材を開閉する駆動機構の配置スペースが必要となる。このスペースは最小でも遮光部材の面積の倍となり、一方投影レンズは通常円形状であり筒形状の鏡筒部に組込まれる為レンズの側方に光量調節装置が突出することとなる。従って装置の小型化、省スペース化に好ましくない結果をもたらしていた。

かかる問題を解決する為、本発明者は投影レンズでスクリーン上に投影する光路の左右に一対の遮光板（羽根部材）を設け、この遮光板を光路の進行方向に揺動させて光路の開口量を調節することによって遮光板を光路と直交する平面内で進退自在に構成する場合に比べ装置の省スペース化と小型化を図ることを試みた。

ところがこのような構成の採用により一対の遮光板を同期して同一量ずつ開閉移動しなければ投影光量のセンターがズレてしまう問題が生じ、更に遮光板を支持する回転軸に対して駆動モータなどの駆動装置の配置によっては従来と同様投影光路の側方に大きく突出してしまう問題が生ずるなど一対の遮光板をモータなどの駆動装置で開閉する際の機構をどのようにするかは装置のコンパクト性に大きな影響を及ぼす。

また、一対の遮光板を光路進行方向に対し直交する方向に配置した場合、その一対の遮光板に反射した反射熱が光源と光量調節装置の間にこもりその間の温度が上昇し、充分に冷却することが出来ず、光源や光量調節装置等の性能に悪影響を与え、しいては適切な光量調節、円滑な作動が出来ないといった問題を抱えている。

そこで本発明は、まず第１に投影光路の光量を調節する機構を光路の周縁にコンパクトに配置することによって装置の小型コンパクト化を可能にし、更に光量の調節を確実に行うことが出来、また第２に温度上昇を抑え適切な光量調節、円滑な作動が可能なプロジェクタ装置の提供をその課題としている。

本発明に係わるプロジェクタ装置におけるまず請求項１の発明は、映像を形成する像形成手段と、光源からの光を上記像形成手段に照射して投射する投影光路と、この投影光路の光量を調節する光量調節装置とを備え、この光量調節装置はその投影光路の両側縁に互いに略平行に配置された一対の回転支軸を中心に上記光路の進行方向に回動するように支持された一対の光量調節板と、前記一対の回転支軸と略平行に配置された駆動回転軸を有する駆動手段と、この駆動回転軸と略々直交する方向に配置され、その駆動回転軸の回転を上記一対の光量調節板にそれぞれ伝達する伝動部材とから成ると共に、その光量調節装置を上記投影光路の進行方向前後に対し傾斜させプロジェクタ装置本体に取り付けたものである。

また請求項２の発明は上記請求項１の構成において、前記一対の光量調節板を前記投影光路の進行方向前後に対し傾斜し前記光路内に進入した作動位置と該光路から退避した退避位置との間でそれぞれ所定角度回動して成るものである。

また本発明に係わるプロジェクタ装置における請求項３の発明は、映像を形成する像形成手段と、光源からの光を上記像形成手段に照射して投射する投影光路と、この投影光路の光量を調節する光量調節装置とを備え、この光量調節装置は、その投影光路の両側縁に互いに略平行に配置された一対の回転支軸を中心に上記光路の進行方向に回動するように支持された一対の光量調節板と、前記一対の回転支軸と略平行に配置され駆動回転軸を有する駆動手段と、この駆動回転軸と略々直交する方向に配置され該駆動回転軸に連結し回転する第１の歯車体と、この第１の歯車体と連動し逆方向に回転する第２の歯車体から成り、この第１の歯車体に上記一対の光量調節板の一方を、第２の歯車体に一対の光量調節板の他方をそれぞれ固定支持し、該駆動回転軸の回転を上記一対の光量調節板にそれぞれ伝達する伝動部材とから成ると共に、その光量調節装置を上記投影光路の進行方向前後に対し傾斜させプロジェクタ装置本体に取り付けたものである。

また請求項４の発明は上記請求項３の構成において、前記伝動部材は前記第１の歯車体が駆動回転軸とタイミングベルトで駆動連結され、前記第１の歯車体の回転で前記第２の歯車体を回転することで、前記駆動回転軸による該伝動部材の回転運動で前記投影光路の進行方向前後に対し傾斜した前記一対の光量調節板をそれぞれ一定量回転させるようにしたものである。

また請求項５の発明は上記請求項３及び４の構成において、前記第１の歯車体は一つの平歯車を有し、前記第２の歯車体は同軸上に回動自在に支持された平歯車で互いにその回転方向に引き合う方向に付勢され、かつその平歯車の歯が互いにずれた位置に保持されてなる二つの平歯車を有し、上記第１の歯車体の平歯車の歯が上記第２の歯車体の二つの平歯車のずれた歯間に歯合して成り、この第１の歯車体の平歯車に前記一対の光量調節板の一方を、第２の歯車体の平歯車に他方をそれぞれ前記投影光路の進行方向前後に対し傾斜させ固定支持してなるものである。

本発明はまず第１に投影光路の対向する側縁部に配置された一対の光量調節板を光路の進行方向に回動させてその光路を通過する光量を調節する為、光路と直交する平面内で光量調節板を移動する場合に比べ光量調節装置が投影光路の側方に突出して張り出すことがなく装置の小型化が可能である。同時に本発明は、一対の光量調節板を光路の対向する側縁部に略平行に配置した回転支軸を中心に回転可能に支持し、この回転支軸と略平行に駆動回転軸を配置し、略々直交する方向に伝動部材を配置してあるから光量調節装置を構成する各要素部品を光路の周縁にコンパクトに配置することが可能となり、装置を小型化することが出来る。特に駆動モータなどの駆動装置も回転支軸と同方向に平行に配置される為光路の側方に突出することがない。また一対の回転支軸を略平行に配置し、これと略々直交する方向に伝動部材を設けてある為伝動部材の運動を一対の光量調節板に同期して同一量移動するように伝動することも容易に実現することが出来る。

従って本発明は投影光路の光量を調節する機構を光路の周縁に集約して配置することができ装置の小型コンパクト化が可能であり、更に光量を正確に調節することが可能なプロジェクタ装置を提供することが可能となる。

また、第２にその光量調節装置を上記投影光路の進行方向と直交する方向に対し傾斜させプロジェクタ装置本体に取り付けているので、一対の光量調節板を作動位置に回動したとしてもその各光量調節板は光路の進行方向に対し常に傾斜状態を保つことが出来、各光量調節板の表面で反射した光の大半は光路外へ発散されるので、その反射光が光源Ａのリフレクターに戻され再照射を繰り替えすことが無い。この結果、再照射を繰り替えすことによる光量斑を興さず、また光源Ａと光量調節装置Ｃの間に熱がこもり温度上昇を招き作動斑を起こすことも無く、したがって安定した光量調節を行うことが出来る。

以下本発明の好適な実施の形態について図面に基づいて説明する。
図1は本発明を用いたプロジェクタ装置のシステム構成を示す説明図、図２はそのプロジェクタ装置の概略の構成図、図３はそのプロジェクタ装置の投写光量を調節する光量調節装置の概念説明図、図４乃至図９はその光量調節装置の全体構成を説明するための説明図、図１０はその光量調節装置における駆動伝達系を示す拡大斜視図、図１１はその光量調節装置における光量調整板の運動軌跡を示す動作説明図、図１２はその光量調節装置における光量調整板の駆動特性を示す説明図、図１３は図４乃至図９の光量調節装置とは異なる光量調節板の形態を示す説明図で、（ａ）は光量調節板が退避位置に位置するときの状態図、（ｂ）は光量調節板が退避位置から絞り位置に移動するときの状態図、（ｃ）は光量調節板が絞り位置に位置するときの状態図、図１４は本発明に係わる光量調節装置のプロジェクタ装置本体への取り付け方法を説明するための説明図
である。

まず図1において、プロジェクタ装置への画像入力の方法としてはＲＧＢ信号、コンポーネント信号、ハイビジョン信号、ビデオ信号等があり、ＲＧＢ信号は例えばコンピュータの画像出力端子からプロジェクタ装置に信号を送る場合であり、コンポーネント信号はＤＶＤプレーヤ、ハイビジョン信号はハイビジョンテレビなどのチューナ、ビデオ信号はビデオデッキなどの出力端子とプロジェクタ装置とを接続する。そしてこのようなプロジェクタ装置は種々のものが知られているがその一例として図２に画像形成部（画像形成手段）として液晶パネルを用いた場合のレイアウト構成を示す。

そのプロジェクタ装置は、図２で示す様に光源Ａと、この光源Ａからの光を平行光線に変換するコンデンサーレンズＢと、このレンズＢからの光を色光分離するダイクロイックミラーを含む照明光学系Ｄと、この照明光学系Ｄからの光を受ける液晶パネルＥと、この液晶パネルＥを通過した光を投写する投写レンズＦとから構成される。この投影光学系は種々の方法が知られ、光源部（光源Ａなど）と像形成部（液晶パネルＥなど）と投影部（投写レンズＦなど）とをケーシング内に適宜の構成で組込んでプロジェクタ装置が構成される。

このようなプロジェクタ装置に内蔵される光量調節装置Ｃは例えばコンデンサーレンズＢと照明光学系Ｄとの間に以下の構造で組込まれる。

図４乃至図９で示す様にその光量調節装置Ｃは、プロジェクタ装置の光路Ｒの周囲を囲む枠組フレーム１０に光量調節板２０と駆動装置３０と伝動機構４０とを組込んだユニットとして構成されている。

枠組フレーム１０は適宜の樹脂材料でプロジェクタ装置に組込む形状に形成され、光路Ｒの開口を備えている。開口の周側縁には対向する左右側縁に一対の光量調節板２０ａ、２０ｂが開口の開口径を形成するように配置される。この光量調節板２０ａ、２０ｂは１００度以上の高温に耐え得る金属板（例えばＳＵＳ３０４材×板厚１.０ｍｍ）の薄板を打抜きによって形成し表面処理を施さず照射熱を出来るだけ反射する様になっている。この光量調節板２０ａ、２０ｂの形状は光路Ｒの中心から左右及び上下にほぼ均一な開口が得られるように形成する。

つまり光路Ｒの中心がコンデンサーレンズＢ及び投写レンズＦの中心から割り出され、この光路Ｒの中心に対し左右及び上下にほぼ均一な開口を形成するように光量調節板２０ａ、２０ｂの形状を定める。その形状は適宜設定すれば良く、図示のものは投影する映像が矩形状である為この光量調節板２０ａ、２０ｂの形状も矩形状に形成してある。そしてこの左右一対の光量調節板２０ａ、２０ｂは枠組フレーム１０に一体形成により設けられた突起状ピンからなる回転支軸７０、７１によって支持されている。この場合、光量調節板２０ａ、２０ｂにはその回転支軸７０、７１の各突起状ピンが嵌合する軸受穴がそれぞれ形成してあり、両者が回動自在に軸受嵌合されている。従って左右一対の光量調節板２０ａ、２０ｂは図３で示すように、中央を貫く矢印方向（光路の進行方向）に回転支軸７０、７１を中心に回動し観音開き状に開閉し、図３(ａ)で示す最も閉鎖した作動位置と、図３(ｂ)で示す光路外に退避した退避位置との間で所望の光量を得るために適宜な位置になるように開閉規制されることとなる。

尚、上記突起状ピンから構成した回転支軸７０、７１は図４に示すように光路Ｒの対向する周側縁に互いに平行に配置され、光量調節板２０ａ、２０ｂはその形状も開閉動作も左右対称に形成されている。また、回転支軸７０、７１は枠組フレーム１０に一体形成されているが嵌合相手の軸受穴と入れ替え左右一対の光量調節板２０ａ、２０ｂに一体形成しても差し支え無い。

前記枠組フレーム１０には駆動モータ３１が取付けてあり、その駆動回転軸３３は光量調節板２０ａ、２０ｂの回転中心となる回転支軸７０、７１と略平行に位置している。従って光路Ｒの光軸中心に対し左右両側部に光量調節板２０ａ、２０ｂが回動可能に支持される回転支軸７０、７１が平行に配置され、この両支軸７０、７１に対して駆動回転軸３３が平行となるように駆動モータ３１が配置されることとなる。図示の駆動モータ３１はステッピングモータで構成されている。

このように光路Ｒと直交する平面内に左右一対の回転支軸７０、７１と駆動回転軸３３がそれぞれ距離を隔て平行（並行）に配置したのは各構成部品が占めるスペースを出来るだけ小型にする為に割り出した配置であり、光路Ｒの形状に合わせてこれ等を略々並列に配置すれば良い。

また図１４で示すように、光量調節装置Ｃを光路Ｒと直交する平面に対し図示Ｘ−Ｘ軸を中心に矢印の方向に適宜回転し、この回転により図示Ｙ−Ｙ軸が角度θだけ光路進行方向前後に傾斜させるようにプロジェクタ装置本体に取り付けることによって、一対の回転支軸７０、７１の各回転軸が角度θだけ光路進行方向前後に傾斜した状態でそのプロジェクタ装置本体に取り付けられる。この傾斜支持により図２で示すプロジェクタ装置本体に配置される光量調節装置Ｃの一対の光量調節板２０ａ、２０ｂは光源Ａに対し光路進行方向前後に傾斜した状態で観音開きさせることが出来る。この一対の光量調節板２０ａ、２０ｂが光路進行方向前後に傾斜することにより、この一対の光量調節板２０ａ、２０ｂの表面で遮光され反射した反射光が光路Ｒ外方へ反射されることで、その反射光が光源Ａのリフレクターに戻され再照射を繰り替えすことが無い。この結果、再照射を繰り替えすことによる光量斑を興さず、また光源Ａと光量調節装置Ｃの間に熱がこもり温度上昇を招き作動斑を起こすことも無く、したがって安定した光量調節を行うことが出来る。尚、一対の回転支軸７０、７１の各回転軸の光路進行方向前後への傾斜角度は５度から１０度程度で十分光量斑を抑えることができるが、傾斜角度は光学系、光量調節板の表面状態、装置内の冷却構造等で適宜調整すれば良い。また、この場合は図１４の紙面において光量調節装置Ｃの上下を光路進行方向前後に傾斜させた紙面左右を前後に振って傾斜しても良い。

そこで上述の駆動回転軸３３と光量調節板２０ａ、２０ｂを回動可能に支持する回転支軸７０、７１とを連結する伝動機構について図１０により説明する。

まず駆動モータ３１の出力軸となる駆動回転軸３３に取り付けられた駆動歯車３３ａに駆動が伝達され、この駆動歯車３３ａには駆動連結用の歯付きタイミングベルト３４が第１の歯車体３５の連結歯車３５ａとの間に張架され、その歯付きタイミングベルト３４に伝達された駆動歯車３３ａの回転駆動力は第１の歯車体３５に伝えられ第１の歯車体３５が追従し回転する。この第１の歯車体３５の回転は更にその平歯車３５ｂに歯合する第２の歯車体３６に伝達され、第２の歯車体３６は第１の歯車体３５の回転とは逆方向に同期した状態で回転する。尚、第１の歯車体３５と第２の歯車体３６は共に枠組フレーム１０に回転可能に支持されている。

そして、この第１の歯車体３５を構成する平歯車３５ｂには光量調節板２０ａの折り曲げアーム２０ｃが第１の歯車体３５の回転軸３５ｃと位置決めピン３５ｄとＥリング３５ｅによって光量調節板２０ａがその平歯車３５ｂと一体的に回動する様に取り付けられている。また、第２の歯車体３６を構成する平歯車３６ｂには光量調節板２０ｂの折り曲げアーム２０ｄが第２の歯車体３６の回転軸３６ｃと位置決めピン３６ｄとＥリング３６ｅによって光量調節板２０ｂがその平歯車３６ｂと一体的に回動する様に取り付けられている。

したがって、駆動モータ３１が適宜に正逆回転することでタイミングベルト３４を介し第１の歯車体３５と第２の歯車体３６が同期して回転し光量調節板２０ａ、２０ｂを先の図３で示す様に光路Ｒ内に進入した作動位置とその光路Ｒから退避した退避位置との間でそれぞれ所定角度、この場合、９０°互いに逆方向に回転し観音開きをすることが出来る。

また、図１０で図示する様に、前記伝動部材４０は第１の歯車体３５の一つの平歯車３５ｂと歯合する第２の歯車体３６が同一軸上で互いに適宜な角度内で回動自在に支持された二つの平歯車３６ｂ、３６ｆからなり、この二つの平歯車３６ｂ、３６ｆは互いに引き合う方向に引っ張りバネ３６ｇにより付勢され、かつその平歯車の歯が互いにずれた位置関係で保持されている。そして第１の歯車体３５の平歯車３５ｂの歯が第２の歯車体３６の二つの平歯車３６ｂ、３６ｆのずれた歯間に歯合する様に噛みあっている。この歯合により常に隣接する歯面同士が押圧状態に保たれることで、一般に歯車連結機構で内在するバックラッシュを除去することができ光量調節板の位置精度を向上し光量のバラつきが生ずることがない。

更に図１１で示す様に、第１の歯車体３５に取り付けられた光量調節板２０ａと第２の歯車体３６に取り付けられた光量調節板２０ｂはそれぞれ折り曲げアーム２０ｃ、２０ｄにより第１の歯車体３５と第２の歯車体３６に取り付けられることで、光量調節板２０ａ、２０ｂにおける遮蔽板部２０ｅ、２０ｆの先端２０ｅ、２０ｆが折り曲げアーム２０ｃ、２０ｄのアーム長（≒０.６ｍｍ）に応じた回転軌跡Ｘｃ、Ｘｃｃを描き回転する。このように回転軌跡を描くことで、図１２で示すような光量調節板２０ａ、２０ｂにおける遮蔽板部２０ｅ、２０ｆの先端２０ｅ、２０ｆが回転する回転角度αに対しその遮蔽板部２０ｅ、２０ｆの先端２０ｅ、２０ｆの光路Ｒ内への変位量Ｌは退避位置から回転角度１０°から６５度の回転中央でほぼリニアに変位することと成り、回転角度αに対する光路Ｒ内への変位量Ｌがほぼ一定の２．２５ｍｍとなり、その回転角度αを駆動モータ３１により制御することで容易に光量調節を行うことが出来る。尚、図１２は遮蔽板部２０ｅ、２０ｆの先端２０ｅ、２０ｆの回転中心からの距離が約１.２ｍｍで、折り曲げアーム２０ｃ、２０ｄのアーム長が回転中心から約０.６ｍｍの場合での特性図である。

また、光量調節板２０ａ、２０ｂは図３の矢印方向（光路の進行方向）に回転支軸７０、７１を中心に回動し観音開き状に開閉することから、図１１で示す様に、光量調節板２０ａ、２０ｂにおける遮蔽板部２０ｅ、２０ｆの先端２０ｅ、２０ｆの反対側の端部２０ｇ、２０ｈがほぼ直角に光路外の方向に折り曲げられている。この折り曲げによって、常にそのプレス破断面が光源側に向くことが無く、プレス破断面での入射光の乱反射による光量斑を引き起こすことも無く光量調整が容易である。尚、この場合ほぼ直角に折り曲げているが折り曲げ角度はほぼ直角以上であれば作動領域で端部２０ｇ、２０ｈが光源Ａと対峙することが無いので同様な効果を得ることが出来る。

従って光量調節板２０ａ、２０ｂが光路Ｒと略直交する絞り位置で光路Ｒは最少口径に絞られ通過する光量が最少となり、光量調節板２０ａ、２０ｂが光路Ｒの進行方向と略平行な退避位置で光路Ｒは最大口径となり、通過する光量が最大となる。そこで光量調節板２０ａ、２０ｂを駆動モータ３１でそれぞれ９０度範囲内で段階的に回動すれば光路Ｒの光量を適宜調節することが可能となる。

また、図６及び図９で示すように、枠組フレーム１０の底部に扇形のスリット孔１１が形成され、このスリット孔１１に第１の歯車体３５の平歯車３５ｂの下面より下方に延び突出した規制ピン３５ｆが嵌合している。スリット孔１１のスリット長はスリット両端部に規制ピン３５ｆが当接した状態で光量調節板２０ａ、２０ｂが共に図３で示す光路Ｒ内に進入しその光路Ｒが最小口径となる作動位置とその光路Ｒから退避しその光路Ｒが最大口径となる退避位置との間より若干部品精度、部品取り付け位置等誤差を配慮し外側に開く位置になるよう設定されている。このため光路Ｒから退避した退避位置では確実に光路外で、また光路Ｒ内に進入した作動位置で光量調節板２０ａ、２０ｂの先端部が互いに衝突しないよう規制することが出来る。特に、この作動位置での衝突防止は上述の光量調節板２０ａ、２０ｂの遮蔽板部２０ｅ、２０ｆが折り曲げアーム２０ｃ、２０ｄのアーム長に応じた回転軌跡を描き回転する際の干渉による食いつきを抑えるためのものである。

次に駆動装置３０の制御について説明する。ステッピングモータで構成された駆動装置３０はパルス発生回路、電源回路などを組込んだ図示せぬ制御基板に電気的に接続されている。そして上述した伝動部材４０を構成する第２の歯車体３６には図４、図７、図９で示すようにその回転位置を検出するポジションセンサレバー３６ｈが設けられている。また図７、図９で示すように検出回路基板５０に取り付けられたホトカプラーで構成したポジションセンサ５１が枠組フレーム１０に取付けられている。そして光量調節板２０ａ、２０ｂが図３(ｂ)の退避位置に位置するときにホームポジションとしてポジションセンサレバー３６ｈがポジションセンサ５１をＯＮするようになっている。

そこで図４乃至図６の退避位置(図３ｂ)にある状態で駆動モータ３１が駆動歯車３３ａを時計方向に回転するタイミングベルト３４を介し第１の歯車体３５が同様に時計方向に回転し光量調整板２０ａを光路Ｒに対しほぼ直角の作動位置方向(図３ａ)に回動する。また同時に第１の歯車体３５の平歯車３５ｂの歯に引っ張りバネ３６ｇの付勢力で挟持する第２の歯車体３６が反時計方向に回転し光量調整板２０ｂを光路Ｒに対しほぼ直角の作動位置方向(図３ａ)に回動する。そして適宜な位置で駆動モータ３１の駆動を停止することによりその停止位置で光量調節板２０ａ、２０ｂが保持される。

尚、そして停止位置で光量調節板２０ａ、２０ｂの保持はステッピングモータからなる駆動モータ３１のディテントトルク或いは減速歯車の負荷によってその姿勢が維持される。

次に駆動モータ３１を逆転させ駆動歯車３３ａを反時計方向に回転するタイミングベルト３４を介し第１の歯車体３５が同様に反時計方向に回転し光量調整板２０ａを光路Ｒから退避した退避位置方向(図３ｂ)に回動する。また同時に第１の歯車体３５の平歯車３５ｂの歯に引っ張りバネ３６ｇの付勢力で挟持する第２の歯車体３６が時計方向に回転し光量調整板２０ｂを退避した退避位置方向(図３ｂ)に回動する。そして適宜な位置で駆動モータ３１の駆動を停止することによりその停止位置で光量調節板２０ａ、２０ｂが保持される。そして同様に適宜な位置で駆動モータ３１の駆動を停止することによりその停止位置で光量調節板２０ａ、２０ｂが駆動モータ３０のディテントルク或いは減速歯車の負荷によってその姿勢が維持される。

以上説明した伝動部材４０は第１の歯車体３５と第２の歯車体３６が直接歯合した構造であるが、タイミングベルト等を使った駆動伝達系であっても良い。また第１の歯車体３５と第２の歯車体３６は減速状態に応じ適宜な歯車列で構造しても良い。

以上説明した光量調節板は光路Ｒの左右或いは上下に一対配置し、光路Ｒの進行方向に観音開き状に開閉する場合を示したが光路Ｒの左右に一対更に上下に一対形成するようにしても良く、これを図１３に従って説明する。

図示のものは光路Ｒの左右に光量調節板２０ａ、２０ｂが対向する位置に設けてあり、光路Ｒの上下に光量調節板６０ａ、６０ｂが対向する位置に設けてある。光量調節板２０ａ、２０ｂは前述のものと同様に枠組フレーム１０に回転支軸７０、７１で回動自在に支持してあり、光量調節板６０ａ、６０ｂも同様に枠組フレーム１０に回転支軸６１、６２で回転自在に支持してある。

そこで上下の光量調節板６０ａ、６０ｂは左右の光量調節板２０ａ、２０ｂにその端部が図１０（ａ）のように係合していて左右の光量調節板２０ａ、２０ｂを回動するとこれに連動して上下の光量調節板６０ａ、６０ｂが回動する関係になっている。

そこで上下の光量調節板６０ａ、６０ｂにはそれぞれの回転支軸６１、６２との間に図示矢印と反対方向に回動するようにコイルスプリングが設けてあり、左右の光量調節板２０ａ、２０ｂには前述の構造の駆動回転軸及び伝動部材が連結してある。従って前述のものと同様の制御で左右の光量調節板２０ａ、２０ｂを開閉すると、これと連動して上下の光量調節板６０ａ、６０ｂが開閉することとなる。

次にプロジェクタ装置の構成について説明すると、図１にその概略レイアウト構成を示すように装置ケーシングにハロゲンランプなどの光源ランプと、この光源の光を乱反射するリフレクターなどから光源Ａを内蔵し、この光源Ａからの光をコンデンサーレンズＢで平均化して光路Ｒを形成する。光路Ｒの光は集光レンズＤを介して液晶パネルＥに照射される。液晶パネルはＲ・Ｇ・Ｂ３原色のフィルタで３層に形成され、映像信号を受けて画像を形成する。従ってこの液晶パネルが像形成部を構成することとなり、光源Ａからの光を受けて投写レンズＦからスクリーンＧ上に画像を投影する。そして投写レンズＦには焦点合わせのフォーカシング機構が組み込まれている。そこで前述の光量調節装置をコンデンサーレンズＢと集光レンズＤの間の光路Ｒに組込み光の進行方向に前記光量調節板２０ａ、２０ｂが開閉するように配置する。

一方装置のケーシングには外部の明るさを検出する照度センサーを設ける。この照度センサーは投写レンズからの光がスクリーンＧで反射した光を検出するか、投写レンズからの投影光以外の外部光を検出するか、或いはその両者を検出して明るさの差を検知するかいずれの方法であっても良い。照度センサーとしては光電変換素子を用いて光量を電気的に検出するポジションセンサ或いはＣＣＤなどのセンサーを用いれば良い。

一方プロジェクタ装置の制御部には液晶パネルに画像信号を送る映像信号処理部がＩＣチップなどで構成され外部のコンピュータその他の映像機器と接続されている。この制御部にはコントローラが組込まれフォーカシング調整、或いは画隔を調整する機能と同時に操作パネルが結線されている。そこで操作パネルに設けた明るさ調整釦を使用者が操作するかこれと同時に外部光を検出する照度センサーからの検出信号で明るさを自動調整するように構成する。

次にその作用を説明すると、プロジェクタ装置の電源を投入し映像をスクリーン上に投写する。この映像を使用者が見てコントロールパネルの明るさ調整釦を操作する。或いは外部光を照度センサーで検出し予め設定した明るさ調整を実行する。若しくは照度センサーで外部光とスクリーンで反射した投影光の両者を検出して光量の差から明るさ調整を実行する。このようにスクリーン上の画面の明るさの調整がコントローラで指示されると、光量調節装置は以下の動作を行う。

まず前述の駆動装置３０は伝動部材４０がホームポジション位置で静止した状態にある。このホームポジションは図示のものは退避位置に設定してあるが、絞り位置或いは絞り位置と退避位置との中間点でもいずれでも良い。この予め設定されたホームポジションから前記手動（マニュアル調整）か自動調整かいずれかの信号を受けて所定パルス数の起動信号を制御回路５０が受け、パルス電源を駆動モータ３１に供給する。この電源の供給で駆動モータは所定角度回転する。すると駆動歯車３３ａが所定角度回転し、これと噛合したタイミングベルト３４を駆動し伝動部材４０を所定量回動する。この伝動部材４０の回動で一対の光量調節板２０ａ、２０ｂを所定角度移動する。この光量調節板２０ａ、２０ｂの所定角度の移動によって光路Ｒの光量は大小に調節され、スクリーンに投影される影像が明暗調整されることとなる。

かかる過程で本発明は、光源からの光をスクリーン上に投影する光路Ｒの対向する側縁部に一対の光量調節板２０ａ、２０ｂを光路の進行方向に回動するように回転支軸に支持してあるから羽根状の光量調節板は光路の進行方向に開閉移動のスペースを吊ることとなり、図３（ａ）、（ｂ）に示すような移動軌跡を描くこととなる。この時一対の光量調節板２０ａ、２０ｂは光路Ｒの左右側縁に略平行に配置した回転支軸７０、７１に支持され、この一対の光量調節板２０ａ、２０ｂを所定角回転する駆動回転軸３３もこれらの支軸７０、７１に対してほぼ平行に配置されている。

従って一対の光量調節板を支持する支持軸もこれを駆動する回転軸も光路Ｒの左右側部に略々平行に配置され光路Ｒの側方に突出するスペースが小さく装置を集積化することとなる。また駆動回転軸３３の駆動力はこれと略々直交する方向に配置された伝動部材によって回転支軸に伝達されることとなり、従って伝動部材も光路Ｒの周縁部に収容され装置が小型である。

本願発明の光量調節装置はプロジェクタ装置以外の光量を調節する光学機器に利用可能である。

本発明に係わるプロジェクタ装置のシステム構成を示す説明図 本発明に係わるプロジェクタ装置の一形態のレイアウト説明図。 本発明に係わる光量調節装置の動作原理の説明図。 本発明に係わる光量調節装置の正面図。 図４の装置の上方から見た斜視図。 図４の装置の下方から見た斜視図。 本発明に係わる光量調節装置の背面図。 図７の装置の上方から見た斜視図。 図７の装置の下方から見た斜視図。 本発明に係わる光量調節装置の駆動伝達系を示す拡大斜視図。 本発明に係わる光量調節装置の光量調整板の運動軌跡を示す動作説明図。 本発明に係わる光量調節装置の光量調整板の駆動特性を示す説明図。 図４乃至図９の装置とは異なる光量調節板の形態を示す説明図であり、（ａ）は光量調節板が退避位置に位置するときの状態図、（ｂ）は光量調節板が退避位置から絞り位置に移動するときの状態図、（ｃ）は光量調節板が絞り位置に位置するときの状態図。 本発明に係わる光量調節装置のプロジェクタ装置本体への取り付け方法を説明するための説明図。

符号の説明

Ａ 光源
Ｂ コンデンサーレンズ
Ｃ 光量調節装置
Ｄ 照明光学系
Ｅ 液晶パネル
Ｆ 投写レンズ
１０ 枠組フレーム
２０ａ、２０ｂ 光量調節板
２０ｇ、２０ｈ 端部
３０ 駆動装置
３１ 駆動モータ
３３ 駆動回転軸
４０ 伝動部材
３５ 第１の歯車体
３５ｂ 平歯車
３６ 第２の歯車体
３６ｂ、３６ｆ 一対の平歯車
６０ａ、６０ｂ 光量調節板
７０、７１ 回転支軸

Claims (5)

1. 映像を形成する像形成手段と、光源からの光を上記像形成手段に照射して投射する投影光路と、この投影光路の光量を調節する光量調節装置とを備え、
   この光量調節装置はその投影光路の両側縁に互いに略平行に配置された一対の回転支軸を中心に上記光路の進行方向に回動するように支持された一対の光量調節板と、前記一対の回転支軸と略平行に配置された駆動回転軸を有する駆動手段と、この駆動回転軸と略々直交する方向に配置され、その駆動回転軸の回転を上記一対の光量調節板にそれぞれ伝達する伝動部材とから成ると共に、その光量調節装置を上記投影光路の進行方向前後に対し傾斜させプロジェクタ装置本体に取り付けられて成ることを特徴とするプロジェクタ装置。
2. 前記一対の光量調節板は前記投影光路の進行方向前後に対し傾斜し前記光路内に進入した作動位置と該光路から退避した退避位置との間でそれぞれ所定角度回動して成ることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
3. 映像を形成する像形成手段と、光源からの光を上記像形成手段に照射して投射する投影光路と、この投影光路の光量を調節する光量調節装置とを備え、
   この光量調節装置は、その投影光路の両側縁に互いに略平行に配置された一対の回転支軸を中心に上記光路の進行方向に回動するように支持された一対の光量調節板と、前記一対の回転支軸と略平行に配置され駆動回転軸を有する駆動手段と、この駆動回転軸と略々直交する方向に配置され該駆動回転軸に連結し回転する第１の歯車体と、この第１の歯車体と連動し逆方向に回転する第２の歯車体から成り、この第１の歯車体に上記一対の光量調節板の一方を、第２の歯車体に一対の光量調節板の他方をそれぞれ固定支持し、該駆動回転軸の回転を上記一対の光量調節板にそれぞれ伝達する伝動部材とから成ると共に、その光量調節装置を上記投影光路の進行方向前後に対し傾斜させプロジェクタ装置本体に取り付けられて成ることを特徴とするプロジェクタ装置。
4. 前記伝動部材は前記第１の歯車体が駆動回転軸とタイミングベルトで駆動連結され、前記第１の歯車体の回転で前記第２の歯車体を回転することで、前記駆動回転軸による該伝動部材の回転運動で前記投影光路の進行方向前後に対し傾斜した前記一対の光量調節板をそれぞれ一定量回転させることを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ装置。
5. 前記第１の歯車体は一つの平歯車を有し、
   前記第２の歯車体は同軸上に回動自在に支持された平歯車で互いにその回転方向に引き合う方向に付勢され、かつその平歯車の歯が互いにずれた位置に保持されてなる二つの平歯車を有し、
   上記第１の歯車体の平歯車の歯が上記第２の歯車体の二つの平歯車のずれた歯間に歯合して成り、
   この第１の歯車体の平歯車に前記一対の光量調節板の一方を、第２の歯車体の平歯車に他方をそれぞれ前記投影光路の進行方向前後に対し傾斜させ固定支持してなることを特徴とする請求項３及び４記載のプロジェクタ装置。