JP2006317591A - レンズシャッタ機構およびプロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な機構で、投射中のプロジェクタにおける一時的な遮光性能を高める。
【解決手段】レンズシャッタ機構３は、ベース４と、ベース４に回転可能に設けられ、開口部５２を有し、ベース４とは反対側の面に複数のガイド溝５１ａ，５１ｂが、外周側面にラック部５３が設けられた円環状のギア５と、各々が対応するガイド溝に嵌合する突起を備え、突起がギア５の回転に従ってガイド溝５１ａ，５１ｂに案内されながら、ベース４に設けられた支点を中心に回転する複数のフィン６ａ，６ｂと、ラック部５３と係合してギア５を回転させるピニオン７１を備えた駆動機構７とを有している。複数のフィン６ａ，６ｂは、ギア５の開口部５２が複数のフィン６ａ，６ｂによって実質的に完全に開放される開放位置と、実質的に完全に閉鎖される閉鎖位置との間を回転する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レンズシャッタ機構およびそれを用いたプロジェクタ装置に関し、特に、レンズシャッタの駆動機構に関する。

従来より、プロジェクタには、投射レンズの保護のためにレンズシャッタ機構が備えられている。レンズシャッタ機構は、特許文献１に示すように、２枚のフィンを投射レンズの前方に設け、回転するギアでフィンの姿勢を制御してフィンを開閉する方式が知られている。近年、プロジェクタは各方面で広く使われており、様々な使い方がされている。プロジェクタを使ったプレゼンテーション中に、説明者がプロジェクションの前面に立ちながら説明することも多い。このような使用方法においては、プレゼンテーション効果を高めたり、眩しさを防止するなど様々な理由によって、説明の間にプロジェクタの投射を一時的に停止したいという需要が多い。従来は、プロジェクタの信号を黒色に変換したり、電源を切って対処していたが、投射を再開するための時間がかかり、操作も複雑であるため、不便であった。しかし、上述のレンズシャッタ機構によってレンズ前面を遮断すれば、プロジェクタ自体の面倒な操作なしに、レンズシャッタ機構の開閉だけで投射を制御できるため、このような方法も一般的に行なわれている。
特開２００１-２４９４０２号公報

従来技術のプロジェクタでは、レンズシャッタ機構は、元来レンズの保護のために設けられていたという理由もあり、手動式であった。このため、遮光のためには、プロジェクタ本体の投射レンズの近傍に設けられた操作レバー等を手動で操作する必要があった。しかし、プレゼンテーション中にいちいちこのような操作を行なうのは不便であり、操作性が悪い。

また、従来のレンズシャッタ機構は、投射レンズを一応覆える程度の作動精度で問題なかったが、遮光を重要な目的のひとつとする場合、完全に投射レンズを覆うだけの作動精度が要求される。しかし、従来技術では回転するギアの位置決め精度が低く、がたつきが発生しやすいため、十分な遮光性を確保することは難しかった。このがたつきは、プロジェクタが遮光目的で使用されると、レンズシャッタ機構が繰り返し使用されることから、経年変化により一層顕在化する可能性がある。操作レバー等が操作者によって不用意に強い力で操作される機会も同様に増え、がたつきが増し、フィンのスムーズな作動も損なわれるおそれがある。

また、従来のレンズシャッタ機構は、純粋に機械的な機構であったため、操作者によって完全に開閉されるとは限らず、中途半端な状態に置かれることもある。この場合、遮光性のみならず、投射光量が減少し、投射品質にも影響を与える。

本発明はかかる事情に鑑みてなされ、簡易な機構で、投射中のプロジェクタにおける一時的な遮光性能を高めることのできるレンズシャッタ機構およびプロジェクタ装置を提供することを目的とする。

本発明のレンズシャッタ機構は、ベースと、ベースに回転可能に設けられ、開口部を有し、ベースとは反対側の面に複数のガイド溝が、外周側面にラック部が設けられた円環状のギアと、各々が対応するガイド溝に嵌合する突起を備え、突起がギアの回転に従ってガイド溝に案内されながら、ベースに設けられた支点を中心に回転する複数のフィンと、ラック部と係合してギアを回転させるピニオンを備えた駆動機構とを有している。複数のフィンは、ギアの開口部が複数のフィンによって実質的に完全に開放される開放位置と、実質的に完全に閉鎖される閉鎖位置との間を回転する。

このように、ギアは手動操作ではなく駆動機構によって駆動され、ラックおよびピニオンによって位置が調整されるので、単に操作性が向上するだけでなく、フィンの回転をより精度よく調整することができる。したがって、開放位置と閉鎖位置の位置決め精度を高め、特に閉鎖時の遮光性能の向上が可能となる。

この場合、駆動機構は、ピニオンを駆動するモーターを有していることが望ましい。

レンズシャッタ機構は、ベースは円弧状に延びる第１の係合部を有し、ギアは、開放位置と閉鎖位置との間で第１の係合部と嵌合する第２の係合部を有しているように構成してもよい。

ベースはプロジェクタへの固定手段を備えていることもできる。

本発明のプロジェクタ装置は、投射レンズと、投射レンズの投射方向前面に設けられた、上述のレンズシャッタ機構とを有している。プロジェクタ装置は駆動機構の遠隔制御手段を有していてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、ギアは手動操作ではなく駆動機構によって駆動され、また、ラックおよびピニオンによって位置調整されるので、簡易な機構で、投射中のプロジェクタにおける一時的な遮光性能を高めることのできるレンズシャッタ機構およびプロジェクタ装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明のレンズシャッタ機構およびプロジェクタについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタの全体図である。同図（ａ）は全体斜視図を、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＡ部拡大図を、同図（ｃ）はプロジェクタ内部の上面図を示している。プロジェクタ１には、図示しない光学系、電源系、制御系等の部品が収められており、前面には投射レンズ２が設置されている。投射レンズ２の投射方向前面には、レンズシャッタ機構３が設けられている。プロジェクタ１の上面にはレンズシャッタ機構３の開閉スイッチ１０が設けられている。レンズシャッタ機構３は、投射レンズ２での投射の有無にかかわらず開閉動作をおこなうことができ、投射レンズ２の投射中には遮光部材として、投射レンズ３が非投射の状態にある場合は、投射レンズ２の保護部材として機能する。レンズシャッタ機構３は一体のユニットとして設けられており、ベース４（後述）に設けられた固定手段によって、プロジェクタ１の本体に一体で取付けられる。

図２は、レンズシャッタ機構の分解斜視図である。図３は、レンズシャッタ機構の断面図である。同図（ａ）は上方から見た断面図を、同図（ｂ）は同図（ａ）中ｂ−ｂ線に沿った側方断面図を、同図（ｃ）は同図（ａ）中ｃ−ｃ線に沿った側方断面図を示している。図３（ａ），（ｂ）ではフィンは示していない。以下、レンズシャッタ機構の詳細について説明する。

レンズシャッタ機構３は、ベース４と、ベース４に回転可能に設けられたギア５と、２枚のフィン６と、駆動機構７とを備えている。なお、フィン６の数は２枚に限定されず、３枚以上で構成することもできる。

ベース４はレンズシャッタ機構３を支持し、中央部に、中心が投射レンズ２の光軸中心と略一致した開口部４２が設けられている。開口部４２の外側には、開口部４２の中心をその中心として円弧状に延びる溝からなる第１の係合部４３ａ，４３ｂが設けられている。ベース４の四隅には突起状の固定部４１ａ〜４１ｄが設けられ、固定部４１ａ〜４１ｄの孔にボルトやネジを通すことによって、プロジェクタ１の本体に取付けることができる。

ギア５は中央に開口部５２が設けられた円環状の部材で、フィン６ａ，６ｂの姿勢を制御する目的で設けられている。開口部５２はベース４の開口部４２と略同軸に設けられ、シャッタの開放時には投射レンズ２からの投射光が通過する。ギア５のベース４と対向する面には、突起からなる第２の係合部５４ａ，５４ｂが設けられている（図３（ｂ）参照。なお、係合部５４ａは図示せず。）。第２の係合部５４ａ，５４ｂは第１の係合部４３ａ，４３ｂと係合し、ギア５をベース４に回転可能に保持している。第１，第２の係合部は、第１の係合部を突起として、第２の係合部を溝として形成しても構わない。ギア５のベース４と対向する面の反対側の面には、ギア５の中心に関して略点対称となる位置に、２つのガイド溝５１ａ，５１ｂが設けられている。ギア５の外周側面にはラック部５３が形成されている。

ベース４には、２つのフィン６ａ，６ｂが取付けられている。フィン６ａ，６ｂは一方の端部が細長く形成された略半円形で、互いに同一形状である。フィン６ａ，６ｂは、細長く形成されたほうの端部が、ベース４に設けられた支点４４ａ，４４ｂと、軸（図示せず）を介して連結されており、支点４４ａ，４４ｂを中心に回転することができる。フィン６ａ，６ｂの下面には、ガイド溝５１ａ，５１ｂに嵌合する突起６１ａ，６１ｂが形成されている（図３（ｃ）参照）。

駆動機構７はベース４に固定され、ラック部５３と係合するピニオン７１を有している。ピニオン７１が回転すると、ラック部５３が回転し、その結果ギア５も回転する。駆動機構７は、ピニオン７１を駆動するモーター７２を有している。駆動機構７は開閉スイッチ１０（図１参照）によって操作できる。また、図示しないが、プロジェクタ１は駆動機構７の遠隔制御手段（リモコンユニット等）を有している。

２つのフィン６ａ，６ｂはベーストップ９で覆われ、ベーストップ９はネジ止めによってベース４と固定されている。これによって、ギア５やフィン６ａ，６ｂ等の可動部や駆動機構７は、ベース４とベーストップ９とからなる筐体に保護されるとともに、レンズシャッタ機構３は一体のユニットとして形成される。

次に、レンズシャッタ機構３の作用について説明する。図４は、レンズシャッタ機構の開閉動作を示す平面図である。図５は、レンズシャッタ機構の開閉動作を示す斜視図である。各図は、（ａ）がシャッタの閉止状態を、（ｂ）がシャッタの開放状態を示している。

シャッタが閉止しているときは、フィン６ａ，６ｂは支点４４ａ，４４ｂを中心に回転して、互いに隣接して、ギア５の開口部５２を実質的に閉止している。突起６１ａはガイド溝５１ａにおいて、ギア５の開口部５２の中心寄りの位置にある。この状態でモーター７２を駆動し、図４（ａ）の矢印で示す方向にピニオン７１でギア５を回すと、ギア５は突起６１ａを回転方向に押し、フィン６ａを開く向きに動かす。ガイド溝５１ａの位置もギア５に伴って回転するが、突起６１ａはガイド溝５１ａに案内されて動く。このため、ギア５の開口部５２が実質的に開放された状態では、突起６１ａは、図４（ｂ）に示すように、ガイド溝５１ａにおいて、ギア５の開口部５２の中心から最も離れた位置にくる。以上は、フィン６ｂについても全く同様である。

シャッタを閉止するときはこの逆の動作をおこなう。すなわち、ピニオン７１を逆回転させ、ギア５も同様に逆回転させると、突起６１ａ，６１ｂは各々ガイド溝５１ａ，５１ｂに案内されて逆方向に移動し、閉鎖位置に戻る。

なお、第１の係合部４３ａ，４３ｂの円弧が形成される角度範囲を、ギア５の回転範囲の始点と終点がフィン６ａ，６ｂの開口位置と閉鎖位置に各々一致するように設定すれば、より精度よく開口位置と閉鎖位置とを規制することができる。また、第１，第２の係合部に、開口位置と閉鎖位置とを検知する位置センサを設けてもよい。

以上説明したように、本発明のレンズシャッタ機構によれば、駆動機構をモーターで駆動しているので、手操作での開閉が不要となる。リモコン操作や本体操作などを容易に実現できるため、簡易な操作でプロジェクタの光を遮断することができ、操作性が向上する。

また、ギアの回転動作をラック・ピニオン方式で実現しているため、従来の手作業での開閉動作と比べてギアの回転角の制御が容易である。第１，第２の係合部によってギアの回転動作を制御する構造と相まって、開放位置と閉鎖位置の位置決め精度も向上し、遮光性能が向上すると共に、投射時に光量が低下するおそれも低減する。経年変化や乱暴な手動操作によるがたつきの発生も抑えられるため、信頼性も向上する。なお、閉鎖時には投射レンズはほぼ完全に格納されるので、投射レンズの保護性能も従来と同様に確保できる。

さらに、レンズシャッタ機構がユニット化されているため、組立性が向上するのみならず、プロジェクタの機種によらず汎用性が向上するメリットもある。

本発明の実施形態に係るプロジェクタの全体図である。 レンズシャッタ機構の分解斜視図である。 レンズシャッタ機構の断面図である。 レンズシャッタ機構の開閉動作を示す平面図である。 レンズシャッタ機構の開閉動作を示す斜視図である。

符号の説明

１ プロジェクタ
２ 投射レンズ
３ レンズシャッタ機構
４ ベース
４２ 開口部
４３ａ，４３ｂ 第１の係合部
４４ａ，４４ｂ 支点
５ ギア
５１ａ，５１ｂ ガイド溝
５２ 開口部
５３ ラック部
５４ａ，５４ｂ 第２の係合部
６ａ、６ｂ フィン
６１ａ，６１ｂ 突起
７ 駆動機構
７１ ピニオン
７２ モーター
９ ベーストップ

Claims (6)

1. ベースと、
   前記ベースに回転可能に設けられ、開口部を有し、該ベースとは反対側の面に複数のガイド溝が、外周側面にラック部が設けられた円環状のギアと、
   各々が対応する前記ガイド溝に嵌合する突起を備え、該突起が前記ギアの回転に従って該ガイド溝に案内されながら、前記ベースに設けられた支点を中心に回転する複数のフィンであって、前記ギアの前記開口部が該複数のフィンによって実質的に完全に開放される開放位置と、実質的に完全に閉鎖される閉鎖位置との間を回移動転する複数のフィンと、
   前記ラック部と係合して前記ギアを回転させるピニオンを備えた駆動機構と、
   を有するレンズシャッタ機構。
2. 前記駆動機構は、前記ピニオンを駆動するモーターを有している、請求項１に記載のレンズシャッタ機構。
3. 前記ベースは円弧状に延びる第１の係合部を有し、
   前記ギアは、前記開放位置と前記閉鎖位置との間で前記第１の係合部と嵌合する第２の係合部を有している、
   請求項１または２に記載のレンズシャッタ機構。
4. 前記ベースはプロジェクタへの固定手段を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズシャッタ機構。
5. 投射レンズと、
   前記投射レンズの投射方向前面に設けられた、請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズシャッタ機構と、
   を有するプロジェクタ装置。
6. 前記駆動機構の遠隔制御手段を有している、請求項５に記載のプロジェクタ装置。

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