JP2006251333A - 光量調整装置及びこれを用いたプロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクタ装置などに於いて、熱の影響による光量調節羽根の変形を抑制し、変形によってその作動が損なわれることがなく、常に正確な光量の調整を可能にし、その為の構造も簡単で加工も容易である光量調整装置とこれを用いたプロジェクタ装置の提供。
【解決手段】本願のプロジェクタ装置の光量調整に最適な光量調整装置は、光源と、この光源からの光を像形成パネルを介してスクリーン上に投写する投写手段とを備えたプロジェクタ装置に組み込まれ、前記投写手段若しくは前記光源と投写手段との間に配置され、前記光源からの光が通過する光路開口を有する基板と、その光路開口を通過する光量を調整する羽根部材と、この羽根部材を開閉動する駆動手段とを備え、その羽根部材に前記光源による熱に耐え得るポリイミドシート材、若しくはポリエステルシート材等の耐熱シート材を基体とし、その基体に遮光性素材を積層して成るシート材を用いている。
【選択図】 図７

Description

本発明はブラウン管、液晶パネルなどの像形成手段で形成した映像に光源からの光を照射し、投光レンズなどでスクリーン上に投写する際の、画像の明るさを調整する光量調整装置及びこれを用いたプロジェクタ装置に関する。

一般にこの種の投写装置はブラウン管（ＣＲＴ）或いは液晶パネル等の像形成部で文字、映像などの画像を形成し、これにハロゲンランプなどの光源からの光を照射し、投影レンズでスクリーンに投写する装置として広く知られている。そして、文字画像などの静止画をスクリーンに投写して各種プレゼンテーションに用いられ、或いは映像などの動画をスクリーンに投写するリアプロジェクションＴＶやホームシアター等として用いられている。

そして映像鑑賞など広範囲な輝度変化が要求されるリアプロジェクションＴＶやホームシアター用に使用する場合、特に鑑賞画像によって適宜光量を調整し、例えば暗いシーンはより暗く、明るいシーンはより明るくすることでコントラスト比が上がり、より深みの有る画像にすることが出来る。

また映像などの連続した画面が明暗激しく変化する場合、例えば画像が数十分の１秒毎に変化する映像で画像輝度が明暗激しく変化すると視聴者は目の疲れと同時に光による刺激を受け、身体に与える影響が問題となる。従って、使用者の目に与える刺激を和らげるように連続する画像のコマ毎に光量を調節する必要がある。

従来このような光量の調整には、例えば特許文献１に開示されているように光源からの光をダイクロイックミラーでＲ、Ｇ、Ｂ三原色に分岐して液晶などの像形成パネルに照射する際に、この光源とダイクロックミラーとの間に光量絞り装置を配置している。同特許文献のプロジェクタ装置は光源ランプからの光をダイクロイックミラーなどの分光器でＲ、Ｇ、Ｂ三原色に分光し、この三原色の光をそれぞれ液晶パネルから成る像形成パネルに照射し、パネルを通過した光を集光して投影レンズで外部のスクリーン上に投写している。

そして像形成の手段としては液晶パネルの他ブラウン管で走査線を発光する方法（ＣＲＴプロジェクタ）或いはＲ、Ｇ、Ｂ三原色のビーム光を微細なミラー面で走査光に変換するデジタル映像方法（デジタルライトプロセッシングプロジェクタ）等が知られている。そしてこの光量絞り装置は光源からミラーに至る光路に光軸中心を一致させた光路開口を有する基板を配置し、この基板の光路開口周縁に複数枚の羽根を順次重ね合わせてそれぞれ回動自在に配置している。

そして各羽根の輪郭縁部は互いに鱗状に重なり合うように光路開口の周縁に所定間隔で取付けられ、各羽根の先端部が光路開口に臨むように配置され、それぞれの羽根を基端部を中心に回動すると先端部が光路開口を大口径から小口径に覆う構造がカメラ装置などの光量調整装置として広く知られている。
特開２００３−２４１３１１号公報

このようなカメラなどの撮影装置で知られる羽根部材を光路開口に臨ませて光量調節する構造をプロジェクタなどの投写装置に用いると新たに次の問題が生ずる。

通常プロジェクタ装置では光源ランプから光を画像形成ディバイスに照射し、このディバイスで形成した像をスクリーンに投影する為、光源ランプの熱がこのランプと画像形成ディバイスとの間に配置する羽根部材に影響を及ぼす。特に最近プロジェクタ装置の明るさと小型化が要求され光源ランプとしては高輝度なメタルハイライドランプ、高圧水銀ランプなどが使用されランプの近傍は２００度程度の高温となる。この為、羽根部材としてはＳＵＳなどの金属薄板を使用するが、羽根自重により作動負荷が大きく作動斑となり、またその作動斑によって作動音が大きい。

また、ＳＵＳから成る金属圧延材料を羽根形状に打抜き成形してプロジェクタ装置内に組込んだ場合、図１０に示すように羽根の光路開口に臨む先端部が湾曲変形し円滑な作動が出来ず、中には羽根同士が食い付き光量の調節が不能となるなどの問題がある。

本発明は、上述の問題点に鑑みて、プロジェクタ装置等の高温になる光学機器に内蔵される光量調整装置における羽根部材の熱による変形を抑え、また羽根の重量を軽減し、以って円滑な作動で動作音が小さく確実に光量調整を行い得る光量調整装置及びこれを用いたプロジェクタ装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本願の第１の発明は、光源と、この光源からの光を像形成パネルを介してスクリーン上に投写する投写手段とを備えたプロジェクタ装置に組み込まれ、前記投写手段若しくは前記光源と投写手段との間に配置される光量調整装置において、前記光源からの光が通過する光路開口を有する基板と、その光路開口を通過する光量を調整する羽根部材と、この羽根部材を開閉動する駆動手段とを備え、前記羽根部材が前記光源による熱に耐える耐熱特性を有するポリイミドシート材、若しくはポリエステルシート材等の耐熱シート材を基体とし、その基体に遮光性素材を積層して成る光量調整装置である。

また、本願の第２の発明は、上記第１の発明における前記遮光性素材が前記耐熱シート材の少なくとも片面に塗装された黒色系塗料から成るものである。

また、本願の第３の発明は、上記第１の発明における前記遮光性素材が前記耐熱シート材の少なくとも片面に形成された銅等の金属皮膜から成るものである。

また、本願の第４の発明は、上記第３の発明における前記遮光性素材が前記耐熱シート材の少なくとも片面に銅等の金属皮膜を形成し、その金属皮膜を覆うポリイミド樹脂、若しくはポリエステル樹脂、或いはニッケル材等の酸化被膜若しくは黒色系塗料を塗装して成るものである。

また、本願の第５の発明は、上記第1の発明における前記光量調整装置は、前記基板の光路開口と同軸中心を有し該基板に回転可能に支持された伝動部材と、前記基板と前記伝動部材の双方に連結支持され、前記基板の光路開口に対し進退し光量を調整する羽根部材とから成る。

また、本願の第６の発明は、上記第５の発明における前記羽根部材が、前記光路開口を中心に前記伝動部材の周囲に等間隔に配設された複数枚の光量調整羽根を順次積載して成り、また前記伝動部材に最初に積載される光量調整羽根の先端に対し最後に積載する光量調整羽根の先端を下側にして成る光量調整装置である。

また、本願の第７の発明は、上記第５及び６の発明における前記羽根部材が、前記伝動部材の積載平面に対し光進行方向に適宜傾斜して成る光量調整装置である。

また、本願の第８の発明は、上記第1の発明における前記光量調整装置は、前記基板の光路開口外に移動自在に支持された伝動部材と、前記基板と前記伝動部材の双方に連結支持され、前記基板の光路開口に対し上下若しくは左右に進退、或いは光進行方向前後に開閉し光量を調整する一対の羽根部材とから成る。

また、本願の第９の発明は、光源と、この光源からの光を像形成パネルを介してスクリーン上に投写する投写手段と、前記投写手段若しくは前記光源と投写手段との間に配置される光量調整装置とを備えたプロジェクタ装置において、前記光量調整装置は、光源からの光が通過する光路開口を有する基板と、その光路開口を通過する光量を調整する羽根部材と、この羽根部材を開閉動する駆動手段とを備え、前記羽根部材が前記光源による熱に耐える耐熱特性を有するポリイミドシート材、若しくはポリエステルシート材等の耐熱シート材を基体とし、その基体に遮光性素材を積層して成るプロジェクタ装置である。

以上のように本願発明によれば、上記課題を解決するため、
（１）本願の第１の発明では、光路開口の光量を調整する羽根部材として、光源による熱に耐える耐熱特性を有するポリイミドシート材、若しくはポリエステルシート材等の耐熱シート材を基体とし、その基体に遮光性素材を積層して成るシート材を用いることで、従来の金属製の羽根に比べ著しく軽量化することが出来、同時に耐熱効果で光源による高熱にも耐え、しかも変形することがなく、以って円滑な作動で適切な光量調整を行い得る光量調整装置を提供することが出来る。

（２）また、本願の第２の発明では、上記第１の発明における遮光性素材が前記耐熱シート材の少なくとも片面に塗装された黒色系塗料から成ることで、従来の絞り羽根同様に遮光性に優れた光量調整装置を提供することが出来る。

（３）また、本願の第３の発明では、上記第１の発明における遮光性素材が前記耐熱シート材の少なくとも片面に形成された銅等の金属皮膜から成ることで、上記同様に遮光性に優れた光量調整装置を提供することが出来る。

（４）また、本願の第４の発明では、上記第１の発明における遮光性素材が前記耐熱シート材の少なくとも片面に銅等の金属皮膜を形成し、その金属皮膜を覆うポリイミド樹脂、若しくはポリエステル樹脂、或いはニッケル材等の酸化被膜若しくは黒色系塗料を塗装して成ることで、上記同様に遮光性に優れた光量調整装置を提供することが出来る。また、駆動手段との連結部となるスリット孔の側面にその金属皮膜が現れ、その金属皮膜で駆動手段との連結面を形成することで作動時の磨耗を防ぎ、装置の耐久性を著しく向上させることが出来る。

（５）また、本願の第５の発明は、上記第1の発明における光量調整装置が、前記基板の光路開口と同軸中心を有し該基板に回転可能に支持された伝動部材と、前記基板と前記伝動部材の双方に連結支持され、前記基板の光路開口に対し進退し光量を調整する羽根部材とから成ることで、光学系とほぼ相似形の円形をなすことから限られたスペース内で光量調整し得る光量調整装置を提供することが出来る。

（６）また、本願の第６の発明は、上記第５の発明における羽根部材が、前記光路開口を中心に前記伝動部材の周囲に等間隔に配設された複数枚の光量調整羽根を順次積載して成り、また前記伝動部材に最初に積載される光量調整羽根の先端に対し最後に積載する光量調整羽根の先端を下側にして成ることから、光路を周囲から均一に絞り込むことが出来る虹彩絞りで、しかも羽根同士で互いに適宜抑え込むことで羽根同士の間に無駄な間隙が派生せず、以って光量斑の無い光量調整装置を提供することが出来る。

（７）また、本願の第７の発明は、上記第５及び６の発明における前記羽根部材が、前記伝動部材の積載平面に対し光進行方向に適宜傾斜して成ることから、光をその照射面で周囲に反射拡散することが出来、光路内に投写光の熱がこもることも無く、如いては羽根の変形、光源の劣化を抑え得る光量調整装置を提供することが出来る。

（８）また、本願の第８の発明は、上記第1の発明における光量調整装置が、前記基板の光路開口外に移動自在に支持された伝動部材と、前記基板と前記伝動部材の双方に連結支持され、前記基板の光路開口に対し上下若しくは左右に進退、或いは光進行方向前後に開閉し光量を調整する一対の羽根部材とから成ることで、伝動部材と一対の羽根部材との連結機構が簡単で、しかも伝動部材を光路開口の片側に集中し設けることが出来、装置のコンパクト化を図ることが容易である。

（９）また、本願の第９の発明は、光源と、この光源からの光を像形成パネルを介してスクリーン上に投写する投写手段と、前記投写手段若しくは前記光源と投写手段との間に配置される光量調整装置とを備えたプロジェクタ装置において、前記光量調整装置は、光源からの光が通過する光路開口を有する基板と、その光路開口を通過する光量を調整する羽根部材と、この羽根部材を開閉動する駆動手段とを備え、前記羽根部材が前記光源による熱に耐える耐熱特性を有するポリイミドシート材、若しくはポリエステルシート材等の耐熱シート材を基体とし、その基体に遮光性素材を積層して成るプロジェクタ用光量調整装置を提供するもので、第１の発明と同様に従来の金属製の羽根に比べ著しく軽量化することが出来、同時に耐熱効果で高熱にも耐え、しかも変形することがなく、以って円滑な作動で適切な光量調整を行い得る。

以下図示の実施の形態に基づいて本発明を詳述する。
まず本発明の光量調整装置を採用することが可能なプロジェクタ装置について説明すると、図１はそのシステム構成を示す説明図であり、図２はプロジェクタ装置の内部構造の一例を示す概念図である。

一般に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。

図２に示すＨはプロジェクタ装置、Ｓは画像を投影する為のスクリーンである。プロジェクタＨには投写のための光源１が備えられ、メタルハイライドランプ、高圧水銀ランプ、ＮＳＨランプ、キセノンランプ、ＶＩＰランプ等の光源ランプが適用される。そして光源１から射出された光は対物面の反射鏡２によって、ほぼ平行光として反射され、例えばレンズアレーの一種であるインテグレータレンズからなるフィルタ３で有害不要な赤外線や紫外線をカットした後、光量調整装置Ｅにより最適な明るさに光量調整される。この光は液晶パネルへの集光効率と周辺光量比を改善するインテグレータレンズ４を通過し、反射ミラー１２ａによりほぼ直角に折り曲げられる。この光は分光ミラーによってＲ、Ｇ、Ｂ三原色に分岐されるが、まずＧ光とＲ光を透過させＢ光のみを反射させる特性を持ったダイクロイックミラー１０ａにより反射分離されたＢ光は、さらに反射ミラー１２ｂを介して集光レンズ５ａに導かれ平行光に集光されて液晶パネル８ａを透過しＢ光の画像として合成プリズム１１に至るように構成されている。

また、１段目のダイクロイックミラー１０ａを透過したＧ光とＲ光は、Ｒ光を透過させＧ光を反射させる特性を持った２段目のダイクロイックミラー１０ｂにより反射分離されたＧ光は、集光レンズ５ｂで平行光に集光され液晶パネル８ｂを透過しＧ光の画像として合成プリズム１１に至る。さらに２段目のダイクロイックミラー１０ｂを透過したＲ光は、２枚の反射ミラー１２ｃ、１２ｄを介して集光レンズ５ｃに導かれ平行光に集光されて液晶パネル８ｃを透過しＲ光の画像として合成プリズム１１に至る。そこで合成プリズム１１にはＲ、Ｇ、Ｂ三原色が１つに合成されカラー画像として投影レンズ９に導かれ、この投影レンズ９で適宜拡大され前方のスクリーンＳに投写される。

また、光量調整装置Ｅにより適宜な明るさに絞り込まれた光はハーフミラー（若しくはダイクロイックミラー）５０により光の一部が分光され、その光は集光レンズ６０を介し光センサ（例えば、ホトダイオード）７０により受光される。そして、光センサ（例えば、ホトダイオード）７０の出力信号が後述する図９の光量調整回路により本体装置のＣＰＵにより検出時点の光量値をダイレクトに捕らえ適正な光量と比較し、その比較結果に基づき光量調整装置Ｅを駆動制御することで温度変化による検出ズレを抑え適正な光量調整を行う様にしている。

次に、図３に基づいて上述の光源１とフィルタ３と光量調整装置Ｅとの配置関係について説明する。図３において、１は光源、２は反射鏡、３はフィルタ、Ｅは光量調整装置を示している。そこで光源１から射出された光束は、反射鏡２で反射集光された状態で、図示のようにフィルタ３に照射される。フィルタ３は先に説明した様に赤外線や紫外線をカットすると共に、中央部に光を透過させる矩形領域３ａを形成するように、矩形領域外の表面には反射コーティングが施してある。従って光源１からの光は矩形領域３ａでスクリーン投写に不要な周辺光をカットされて光量調整装置Ｅに照射される。この光量調整装置Ｅの光路開口５１０は、羽根部材２００が全開放時の開口径より大きく、また羽根部材２００の最大開口径は前記の矩形領域３ａを透過する領域より小さく設定されている。

次に、上述の光源１からフィルタ３を介してインテグレータレンズ４に至る光路の中に配置される光量調整装置Ｅについて説明する。
この光量調整装置Ｅは光源１からの光が通過する光路開口５１０を有する基板（後述の５００）と、この光路開口５１０に先端部が臨むように基板に取付けられた羽根部材２００と、この羽根部材２００を開閉動する伝動部材４００と、この伝動部材４００を作動する駆動手段７００とから構成される。

そこでまず羽根部材２００について説明すると、羽根部材２００は光路開口５１０に臨んで開口径を大小に変更し通過する光量を調整する。従って、羽根部材２００は基板に形成した開口を過ぎるように偏平な板部材で形成し、基端部を基板の開口の周縁に軸支して回動自在に取付けるか、ガイドで支持して摺動自在に取付ける。羽根部材２００は合成樹脂をフィルム状に成形した素材を適宜形状に打抜き成形し、前述のようにプロジェクタ装置の光源ランプは２００度程度に及ぶ高温である為、熱による温度変化の少ない材料を使用する。

図示のものは、従来の金属製の羽根に比べ著しく軽量化することが出来、同時に耐熱効果で高熱にも耐え、しかも変形することがなく、光量調整装置として円滑な作動で適切な光量調整を行い得るために、図３乃至図８で示す様に羽根部材２００は光源１による熱に耐え得るポリイミドシート材、若しくはポリエステルシート材等の耐熱シート材２４０を基体とし、その基体２４０に遮光性素材を積層して成るシート材を用いて形成している。

また、その羽根部材２００は従来の絞り羽根同様に遮光性に優れた光量調整羽根とするために、図７に示す様に光源による熱に耐え得るポリイミドシート材、若しくはポリエステルシート材等の耐熱シート材を基体２４０とし、その基体２４０に遮光性素材として黒色系塗料２５０を塗装により積層して成るシート材を羽根の形状に適宜型抜きしたものである。

また、その羽根部材２００を、前記黒色系塗料の塗装に替え、図８に示す様に前記耐熱シート材の基体２４０の少なくとも片面に銅等の金属皮膜２６０を形成したシート材、若しくは更にその金属皮膜２６０を覆うポリイミド樹脂、若しくはポリエステル樹脂、或いはニッケル材等の酸化被膜２７０若しくは黒色系塗料２５０を塗装して成るシート材を羽根の形状に適宜型抜きしても良い。

また、その形状は基端部を基板に支持して先端部を光路開口５１０に臨ませるように細長形状に形成され先端部は開口面積を所定の設計値に変化させるような形状に形成する。

通常羽根部材を１枚で構成するときには先端部に円形孔を形成してこの孔で光量を絞る。羽根部材を２枚で構成するときには先端部に半円形状の孔をそれぞれに形成し、この２枚の羽根を反対方向に回転させることによって孔径が大小に変化するようにする。羽根部材を３枚以上で構成するときには光路開口５１０の周縁に等間隔に配置し、その羽根周縁は隣接する羽根相互が重なり合うような形状にする。図示のものは６枚の羽根部材２００を図７、８に示す形状で順次重ね合わせ、羽根の先端中央部に略々円形状の開口径を形成する。そして各羽根部材の基端部には後述する基板の支持ピン５３０に嵌合する嵌合孔２１０と伝動部材４００に係合するスリット孔２２０が設けてある。

尚、図示の羽根部材２００にはそれぞれ重なり合う先端部に突起２３０が形成してあるが、これは重なり合う羽根部材相互の摩擦を軽減して開閉時の動作音を小さくするのと、小さな駆動力で円滑な動作を得る為である。

次に図４に従って基板および羽根を駆動する機構について説明する。
上述の羽根部材２００は互いに対向する一対の基板間に支持され、この基板に形成した光路開口を大小口径に調節する。基板は地板５００と押え板１００で構成され、地板５００には羽根を開閉動する伝動部材４００と、駆動モータ７００が取り付けられている。つまり、円板形状など適宜形状の基板（以下地板という）に羽根部材２００と、この羽根部材２００を開閉する伝動部材４００と、この伝動部材４００を駆動する駆動モータ７００をそれぞれ取付け、この地板５００に押え板１００を取付ける。従って上記各構成部品は地板５００と押え板１００との間に収容保持されることとなる。

前記地板５００は中央に光路開口５１０を形成し、その光路開口５１０の外側同心円上に凹溝５２０を設けその溝底に突起ガイドレール５２５を形成し、伝動部材４００を回動自在に支持する。さらにその外側同心円上の等分割された位置にそれぞれ植設された羽根部材２００の回転中心となる支軸５３０と、それぞれの支軸５３０の近傍で光量調整手段（羽根部材）２００の作動を妨げることが無い位置に押え板１００をネジ止めするための止め孔５５０と、外部に突出した駆動モータ７００を支持するための止め孔５４２と逃げ孔５４４及び作動レバー６００の後述する作動ピン６２０が貫通する扇形スリット５４６を形成した支持部５４０を備えている。尚、図中同一形状で示す支軸５３０は同一機能を有しており符号は省略している。

伝動部材４００は、中央に開口４１０を有し、地板５００の凹溝５２０に回動可能に嵌合されている。また羽根部材２００を揺動するためにリング平面上で円周等分割された位置に植設された作動ピン４２０と、地板５００の支持部５４０側に突出したアーム４３０と、そのアーム４３０の先端部にスリット孔４４０を形成し、後述する作動レバー６００の作動ピン６２０が嵌合する。羽根部材２００は、複数枚（図示のものは６枚）の羽根部材から構成され、各羽根部材の端部に地板５００の支軸５３０と嵌合し回動自在となる嵌合孔２１０と、伝動部材４００の作動ピン４２０が嵌合するスリット孔２２０と、図示の様に積層される各羽根部材先端部に相互の羽根部材を所定の間隔で支える突起２３０とを備えている。尚、図４に示す同一形状は同一機能を有しており符号は省略している。

押え板１００は、中央に地板５００の光路開口５１０と同等径の光路開口１１０を有したリング形状に形成され、伝動部材４００と羽根部材２００を地板５００に対し回動可能に保持及び保護するために地板５００から一定の間隔を保って地板５００に固定するための取付け部１２０と、伝動部材４００の作動ピン４２０の逃げ用スリット孔１３０と、地板５００の支軸５３０の逃げ孔１４０を形成している。作動レバー６００は一端に駆動モータ７００の支軸７１０に嵌合固定する嵌合孔６１０と、他端先端部に形成された作動ピン６２０を有し、作動ピン６２０は伝動部材４００のスリット孔４４０に嵌合し駆動モータ７００の駆動を伝動部材４００に伝達する。

駆動モータ７００は、図５で説明すると前述の作動レバー６００と外部中央で嵌合する回転軸７１０と、回転軸７１０が貫通するマグネットロータ７２０と、マグネットロータ７２０を回転可能に支持する回転軸方向上下又は左右に二分割されたコイル枠７３０と、コイル枠７３０の外周に巻廻された伝導コイル７４０と、外部との磁気的影響をカットするヨーク７５０と、カバー７７０、７８０と、カバー７７０と一体成形され、地板５００に固定支持される固定部７６０を備えている。この他、駆動モータ７００としては種々の電磁モータが採用可能であるが、図示のものはマグネットロータ７２０の周囲にその磁極方向と直交する方向に励磁コイルを巻回し、励磁コイルに電流を印加して生起した磁界でマグネットロータ７２０を所定角度回転させる。そして印加する電流の方向で時計方向か反時計方向かに回転させる。

上記コイル枠７３０には駆動コイルと制動コイルを巻回し反対方向の電流を印加することによって、駆動コイルで回転したロータを制動コイルで停止することも可能であり、また上記コイル枠７３０には１個所若しくは数個所にＰＨ（光センサ）を埋設することによってロータの磁極（磁界）を検出してロータの角波位置を検出することも可能である。従って羽根部材２００は、駆動コイルへの通電によって所定方向に回転し、その角度位置をＰＨ（光センサ）で検出し制動コイルへの通電によって所定の位置に正確に停止され、羽根部材２００によって形成された口径に光量が大小調整されることとなる。

保護カバー３００は、押え板１００で覆われず露出する伝動部材４００のアーム４３０と作動レバー６００の作動ピン６２０の連結関係を保護するもので、止めねじ３１０により地板５００に駆動モータ７００と共に取付けられる。

次に、図４のような６枚の羽根部材で構成される光量調整ユニット部の組立工程を説明する。最初に地板５００の凹溝５２０に伝動部材４００を図４で示す状態位置で嵌め込みセットする。そしてその上から羽根部材２００の第１の光量調整羽根部材Ａ１を対向する位置にある地板５００の支軸５３０に嵌合孔２１０を嵌合すると共に伝動部材４００の作動ピン４２０にスリット孔２２０を嵌め込み、以下同様に順次上に重ねる様に第２の光量調整羽根部材Ａ２、第３の光量調整羽根部材Ａ３、第４の光量調整羽根部材Ａ４、第５の光量調整羽根部材Ａ５と重ね合せ、第６の光量調整羽根部材Ａ６を同様に第５の光量調整羽根部材Ａ５の上に重ね合せた際に、図示の様に羽根の先端部が第１の光量調整羽根部材Ａ１の下に入れ込むように重ね合せる。

つまり図４に示すように光量調整用の羽根部材を６枚の組合せで構成する場合には地板（基板）５００に１枚目の羽根Ａ１の基端部を支軸５３０ａに支持し、先端部を光路開口５１０に臨ませる。次に２枚目の羽根Ａ２を支軸５３０ｂに支持し、先端部を光路開口５１０に臨ませる。この時１枚目の羽根Ａ１の外側縁部の上に２枚目の羽根Ａ２の内側縁部を重ね合せる（図４参照）。同様に２枚目の羽根Ａ２の上に３枚目を、３枚目の羽根Ａ３の上に４枚目、４枚目の羽根Ａ４の上に５枚目の羽根Ａ５を重ね合せる。そして最後の６枚目の羽根Ａ６の内側縁部は５枚目の羽根Ａ５の上に重ね、外側縁部は１枚目の羽根Ａ１の下に重ね合わせる。すると１枚目から順次上に積み重ねた羽根は最後の羽根の一側縁が１枚目の羽根の下に重ねられることとなり複数の羽根は互いに組み合わされて結束状態に結合する。従って、装置に衝撃など外力が及んでも羽根がバタついて羽根相互の隙間から光が進入する恐れがない。

次に、上から押え板１００を図示の状態で止めねじ１６０により６箇所をねじ止めして光量調整ユニット部を完成させる。つまり各羽根部材は地板５００と押え板１００との間に開閉（回動）自在に支持されることとなり、基板はそれぞれ扁平部材である地板５００と押え板１００とで構成されることとなる。また駆動モータ７００の組立工程について図５で説明すると、最初に予め支軸７１０と焼結成形のマグネットロータ７２０をインサート成形で一体化したロータを外周凹溝に伝導コイル７４０が巻廻された上下若しくは左右二分割のコイル枠７３０により回動可能に包み込み、カバー７７０とカバー７８０で挟み込んだ状態でヨーク７５０を嵌合させた後に、支軸７１０の適宜位置に作動レバー６００を嵌合固定して駆動モータ７００を完成させる。

そして、図４で示すように地板５００の駆動モータ７００の支持部５４０に位置する伝動部材４００のスリット孔４４０に、駆動モータ７００に取付けられた作動レバー６００の作動ピン６２０を嵌め込むと共に、保護カバー３００を支持部５４０に対し伝動部材４００と相対する反対面から、止めねじ３１０により駆動モータ７００の固定部７６０と共に地板５００に取付け固定することにより図５で示す光量調整装置Ｅが完成する。

地板５００及び押え板１００には少なくともその一方に羽根の運動を規制する案内面が設けられ、この面に沿って羽根が開閉運動するように構成する。この案内面は前記支軸の周縁部（近傍）に形成した第１案内面と前記光路開口の周縁部に形成された第２案内面とを備え、この第１案内面と第２案内面との間に光路の方向と直交する方向に一方が高く他方が低くなるような高低差を形成する。この高低差は基板表面を傾斜した平面或いは段差面に形成することによって構成する。これによって各羽根部材は光路の方向に所定角度傾斜して開閉することとなる。

従って地板５００と押え板１００には、第１案内面と第２案内面は一方を高く形成したときには他方は低く形成する。図６（ｂ）に従って羽根部材２００の組み込み状態について説明すると、まず光路開口５１０を形成する凹溝５２０の円周縁部で羽根部材２００に接触する先端部が、地板５００の平面基準Ｘ−Ｘに対し高さｈ１だけ突出し、また支軸５３０を植設する部分で羽根部材２００に接触する段部が、平面基準Ｘ−Ｘに対し高さｈ２（ｈ２＞ｈ１）だけ突出している。

一方、前記地板５００の円周縁部の突出先端部に対峙し、絞り加工で形成された規制突起１５０で羽根部材２００に接触する先端部が、平面基準Ｘ−Ｘに平行な押え板１００の平面基準Ｙ−Ｙに対し高さｈ３だけ突出し、また支軸５３０が嵌合する絞り加工で形成された逃げ孔１４０で羽根部材２００に接触する先端部が、平面基準Ｙ−Ｙに対し高さｈ４（ｈ４＞ｈ３）だけ突出している。ここで任意の平面は、３点が決まれば定まるから、各光量調整羽根部材の平面を決定する第１点目は羽根部材が接する支軸５３０を植設する部分の段部で、第２点目は同羽根部材の縁部が接する地板５００の円周縁部の突出先端部、第３点目は手前の羽根部材平面に接する同羽根部材の縁部である。

従って、羽根部材２００の各光量調整羽根部材は地板５００の平面基準Ｘ−Ｘに対し、傾き方向は異なるが、絶対値は等しい傾斜αだけ傾いた姿勢で地板５００にセットされ、それぞれ異なる平面上で回動動作する。この結果、羽根部材２００の各光量調整羽根部材の６枚は密着すること無く間隔は一様ではないが、ある間隔を隔て保持され回動することになり、各光量調整羽根部材同士の接触部分が激減し、作動時に互いの面が密着して擦れることで発生する騒音を抑えることが出来る。

次に上述した光量調整装置Ｅを駆動する制御回路の一例を図９に基づいて説明をする。
そこで、まず図９により光量調整装置Ｅの光量調整回路Ｄの回路構成について説明する。図中、ＩＮはプロジェクタの図示せぬコントロール回路から出力された光量調整信号の入力端子、ＯＵＴは光量調整装置Ｅの作動時の光量調整レベルに応じた光量調整レベル信号の出力端子、＋Ｖは光量調整回路Ｄの印加電圧、Ｇは接地端子、Ｑ１乃至Ｑ３は作動増幅器、ＰＨ（光電センサ７０）は図５で示した光量調整装置Ｅにおける駆動モータ７００のマグネットロータ７２０に対峙した位置に配設され、該マグネットロータ７２０の回転位置を磁気特性の変化により光量調整位置を検知する光センサである。

Ｌ１は図５で説明した駆動コイル、Ｌ２は制動コイル、Ｃ０は前記駆動コイルＬ１の両端間に接続され駆動コイルＬ１への駆動電流供給開始直後の変化を抑え、光量調整装置Ｅの光量調整速度を落すためのコンデンサＣ０＜バイパスフィルタ（ハイパスフィルタ）＞である。尚、他の抵抗、コンデンサについては光量調整回路Ｄを適正に作動させるように個々に適宜配置すれば良い。そして、その光量調整装置Ｅの駆動制御について説明すると、まずプロジェクタＨのコントロール回路から投影する画像の光量を調整するための光量調整信号が入力端子ＩＮに入力される。一方、ＰＨ（光電センサ７０）によりその時点での光量調整装置Ｅの光量調整レベル信号が検出され作動増幅器Ｑ３で増幅され出力されている。

この結果、この二つの光量調整信号と光量調整信号とが回路点Ｅ１において比較され、その電位差により作動増幅器Ｑ１及び作動増幅器Ｑ２の電位差分に相当する正負いずれかの駆動電流が駆動コイルＬ１に流れ図５の駆動モータ７００が回転される。この際に、制動コイルＬ２にマグネットロータ７２０の回転に伴って変化する磁気特性により、その変化量に応じた制動電流が制動コイルＬ２に流れマグネットロータ７２０の回転に制動をかけると共に、ＰＨ（光電センサ７０）の検出値を変化し、先の回路点Ｅ１の電位差が無くなったところで駆動モータ７００の回転が停止し、羽根部材２００はその位置に停止する。

この駆動に際し、駆動コイルＬ１の両端間に接続されたコンデンサＣ０＜バイパスフィルタ（ハイパスフィルタ）＞により駆動コイルＬ１への駆動電流の立ち上がり変化が抑えられる。これによって、駆動開始直後の駆動モータ７００の回転は除々に増大し、羽根部材２００は緩やかに作動し、作動音が軽減される。

以上説明した光量調整装置Ｅを図２に示すプロジェクタ装置に採用した場合の光量制御について説明する。
前述の光量調整手段は使用する環境の明るさに応じて光量を調整するように制御する場合、或いは連続する投影画像の輝度変化に応じて制御する場合がある。前者の環境の明るさに応じて光量調整をする場合はプロジェクタ装置にラインセンサ、ＣＣＤセンサ、などの光電センサを設けて外部光を検出する。この光電センサの取付位置はプロジェクタ装置の外崖ケースにセンサを取付けて部屋の明るさを検出するか、予め定めた輝度のテスト画像をスクリーンに投射し、スクリーンから反射した光をプロジェクタに内蔵した光電センサで検出するかいずれかの方法を採る。

そして光電センサで電気的に検出した光量に基づいて光量調整する。この光量調整は例えば外部光の検出値と予め定めた基準値とを比較し、ＣＰＵなどの演算回路で光量の絞り量を算出して光量調整信号を光量調整装置に伝達する。一方投影画像の輝度変化に応じて光量調整する場合は例えば前述の像形成部に伝達される画像信号から輝度を算出し基準値と比較して光量調整信号を光量調整装置に伝達する。

光量調整装置では前述のように励磁コイル（駆動コイルと制動コイル）に電流が印加され、所定の位置に羽根部材が移動する。かかる過程で本発明は基板（上述の地板及び押え板）の光路開口にそれぞれ等間隔若しくは所定間隔で配置された複数の羽根部材はそれぞれ基端部を支軸に回動自在に支持され、基板に形成された羽根案内面に沿って回動することとなる。この回動によって各羽根部材の先端部は光路開口に臨み、その開口径を大小に形成することとなる。このとき、各羽根部材は羽根案内面が光路方向と直交する方向に高低差を有する傾斜面若しくは段差に形成されている為光路方向に所定角度傾斜して回動する。

尚、上述の実施例では６枚構成の光量調整装置Ｅについて説明したが、本願の羽根部材２００は他の構成の光量調整装置、例えば基板の光路開口外に移動自在に支持された伝動部材と、前記基板と前記伝動部材の双方に連結支持され、前記基板の光路開口に対し上下若しくは左右に進退、或いは光進行方向前後に開閉し光量を調整する一対の羽根部材とから成る光量調整装置の羽根部材として利用することも出来る。

また、羽根部材２００を伝動部材４００に対し傾斜配置したが、装置仕様によっては必ずしも傾斜させる必要は無い。

本願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。 本願発明に係わるプロジェクタ装置の概略構成図。 本願発明に係わる光量調整装置のレイアウト説明図。 図３の装置における組立分解斜視図。 図４の装置の側断面を示す説明図。 本発明に係わる光量調整装置の説明図であり、同図（ａ）は光量調整装置の組込み状態を示す側断面図。同図（ｂ）は光量調整装置の一部の拡大を示す説明図。 図５の装置の羽根部材を示す斜視図であり、同図（ａ）は羽根部材の重ね合わせ状態の説明図。同図（ｂ）は羽根部材の形状を示す説明図。同図（ｃ）は羽根部材の側面断面図。 図７の羽根部材と異なる構造を示す説明図であり、同図（ａ）は羽根部材の重ね合わせ状態の説明図。同図（ｂ）は羽根部材の形状を示す説明図。同図（ｃ）は羽根部材の側面断面図。 本願発明に係る光量調整装置を駆動する光量調整回路図。 従来の光量調整装置における羽根部材の説明図であり、同図（ａ）は羽根部材の重ね合わせ状態の説明図。同図（ｂ）は羽根部材の形状を示す説明図。同図（ｃ）は羽根部材の側面断面図。

符号の説明

１ 光源
２ 反射鏡
３ フィルタ
４ インテグレータレンズ
５ａ、５ｂ 集光レンズ
８ 液晶パネル
９ 投影レンズ
１０ａ、１０ｂ ダイクロイックミラー
１１ 合成プリズム
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 反射ミラー
５０ ハーフミラー（ダイクロイックミラー）
６０ 集光レンズ
１００ 押え板（保持板）
２００ 光量調整手段（羽根部材）
３００ 保護カバー
４００ 伝動部材（作動リング）
５００ 地板（基板）
５１０ 光路開口
６００ 作動アーム
７００ 駆動手段（駆動モータ）
Ｃ０ コンデンサ＜バイパスフィルタ（ハイパスフィルタ）＞
Ｄ 光量調整回路
Ｅ 光量調整装置
Ｈ プロジェクタ
ＰＨ 光センサ（光電センサ７０）
Ｓ スクリーン

Claims (9)

1. 光源と、
   この光源からの光を像形成パネルを介してスクリーン上に投写する投写手段とを備えたプロジェクタ装置に組み込まれ、前記投写手段若しくは前記光源と投写手段との間に配置される光量調整装置において、
   前記光源からの光が通過する光路開口を有する基板と、
   その光路開口を通過する光量を調整する羽根部材と、
   この羽根部材を開閉動する駆動手段とを備え、
   前記羽根部材が前記光源による熱に耐える耐熱特性を有するポリイミドシート材、若しくはポリエステルシート材等の耐熱シート材を基体とし、その基体に遮光性素材を積層して成る光量調整装置。
2. 前記遮光性素材は前記耐熱シート材の少なくとも片面に塗装された黒色系塗料から成る請求項1に記載の光量調整装置。
3. 前記遮光性素材は前記耐熱シート材の少なくとも片面に形成された銅等の金属皮膜から成る請求項1に記載の光量調整装置。
4. 前記遮光性素材は前記耐熱シート材の少なくとも片面に銅等の金属皮膜を形成し、その金属皮膜を覆うポリイミド樹脂、若しくはポリエステル樹脂、或いはニッケル材等の酸化被膜若しくは黒色系塗料を塗装して成る請求項３に記載の光量調整装置。
5. 前記光量調整装置は、前記基板の光路開口と同軸中心を有し該基板に回転可能に支持された伝動部材と、前記基板と前記伝動部材の双方に連結支持され、前記基板の光路開口に対し進退し光量を調整する羽根部材とから成る請求項1に記載の光量調整装置。
6. 前記羽根部材は、前記光路開口を中心に前記伝動部材の周囲に等間隔に配設された複数枚の光量調整羽根を順次積載して成り、また前記伝動部材に最初に積載される光量調整羽根の先端に対し最後に積載する光量調整羽根の先端を下側にして成る請求項５に記載の光量調整装置。
7. 前記羽根部材は、前記伝動部材の積載平面に対し光進行方向に適宜傾斜して成る請求項５及び６に記載の光量調整装置。
8. 前記光量調整装置は、前記基板の光路開口外に移動自在に支持された伝動部材と、前記基板と前記伝動部材の双方に連結支持され、前記基板の光路開口に対し上下若しくは左右に進退、或いは光進行方向前後に開閉し光量を調整する一対の羽根部材とから成る請求項1に記載の光量調整装置。
9. 光源と、
   この光源からの光を像形成パネルを介してスクリーン上に投写する投写手段と、
   前記投写手段若しくは前記光源と投写手段との間に配置される光量調整装置とを備えたプロジェクタ装置において、
   前記光量調整装置は、
   光源からの光が通過する光路開口を有する基板と、
   その光路開口を通過する光量を調整する羽根部材と、
   この羽根部材を開閉動する駆動手段とを備え、
   前記羽根部材が前記光源による熱に耐える耐熱特性を有するポリイミドシート材、若しくはポリエステルシート材等の耐熱シート材を基体とし、その基体に遮光性素材を積層して成るプロジェクタ装置。