JP2007047394A - プロジェクタ用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】プロジェクタ用光量調整装置として、熱による変形・変色が無く光路開口の周りに精度良く開閉することが可能で開閉時の作動音も小さいプロジェクタ用光量調整装置を提供する。
【解決手段】光源からの照射光の光路に配置され光路開口を有する基板と、上記光路開口に配置され上記基板に開閉動自在に取付けられた少なくとも１枚の羽根部材と、上記基板に設けられ上記羽根部材の開閉動作を案内する突起状の案内ガイド部材と、上記羽根部材を開閉動する駆動手段と、上記駆動手段と上記羽根部材を連結するピン状伝動部材と、を備え、羽根部材は、互いに重ね合わせた熱伝導率の異なる第１、第２、２つの金属板で構成され、熱伝導率の高い第１の金属板は上記光路開口の光源側に位置して通過光量を規制する開口縁を有し、熱伝導率の低い第２の金属板は、案内ガイド部材と上記伝動部材にそれぞれ嵌合する係合溝が形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、各種プロジェクタ装置、リアープロジェクションテレビなどの画像形成部に光源からの光を照射してスクリーン上に投影するプロジェクタ装置における光量調整装置に係わり、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に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プロジェクションＴＶやホームシアターとして用いられ、最近特にリアープロジェクションＴＶが注目されるに至っている。

このような動画用のプロジェクタ装置では投影する際に（１）投影する部屋など環境の明るさ調整、（２）動画などの投影するシーンのコントラスト調整、（３）連続する画像の駒毎の輝度調整など画像の光量調整が必要とされている。つまり（１）の投影する環境が明るい場所と暗い場所では光量を前者はより明るく、後者は小さく絞って暗く調整することが必要となる。また（２）のコントラスト調整は、動画像の場合暗いシーンはより暗く、明るいシーンはより明るく投影することでコントラストが強調されより深みのある投影状態とすることが出来、逆のコントラスト調整が必要な場合もある。更に（３）の動画像の駒毎の調整は通常動画像は数十分の一秒単位で画面（画像のコマ）が変化する為、画面の輝度が激しく変化すると視聴者にチラつきなどの不快感と、目の疲労の原因となることがあり、この画面毎の輝度変化は画面が変わる毎に高速で光量調節しなければならない。

最近このようなプロジェクタ装置でその光源部に光量を調節する絞り装置を内蔵してそれぞれ使用目的に応じて光量調整することが例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、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。

上記装置における像形成の方法としては、液晶パネルに像形成する液晶パネル方式の他、ブラウン管で走査線を発光するＣＲＴ方式、ＲＧＢ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式などが知られているが、いずれの方式でも上述の光量調整の必要がある。

一方、カメラ装置などの光学機器にあっては、光路開口に配置した基板に光軸開口を設け、この開口に複数の羽根部材を配置して各羽根の基端部を回動自在に軸支持或いは摺動自在にスライド支持して羽根を開閉動する光量絞り装置が広く用いられている。そして各羽根の先端部で撮影条件に応じて光路開口を通過する光量を調整している。従来この種のカメラ用絞り装置は羽根部材をプラスチックフィルムで構成する場合と金属板で構成することが知られ、前者のプラスチックフィルムの場合重量は軽くその加工も容易であるが、耐久性に問題がありその形状が変形して開閉動作が不能になったり、規制する光量が変化して光量ムラを招くことがあった。また後者の金属板としてはアルミ合金の圧延板を用いることが知られ、その質量が問題となり高速に開閉動する場合には駆動装置が大型で消費する電力も大きくなるなどの問題が知られている。

また、従来羽根部材をプラスチックフィルムで構成する場合に、その機械的強度を改善するため特許文献２には、プラスチックフィルムの運動規制部を金属板で構成し、その耐久性の向上を計る方法が提案されている。
特開２００３−２４１３１１号公報 特開２００５−１３４５２２号公報

ところが従来のカメラ装置に用いられている光量調整装置をプロジェクタ装置の投影光の光量調整に使用した場合には次の問題が生ずる。まず前述のように羽根部材をプラスチックフィルムで構成するとハロゲンランプなどの発光部からの熱によって装置内の温度が高く羽根が変形して正常な開閉動作が得られない。

そこで本発明者は羽根部材を金属薄板で構成することを試み、まずカメラ用のシャッタ羽根として従来使用されていたアルミニウム合金の薄板を使用した処、動画など数十分の一秒毎に画像の駒が変化する際に開閉動を繰り返すと羽根相互が摺れ合う動作音が騒音として影響を及ぼし、同時に羽根の開閉動を案内するガイド部材と羽根の摺動孔との間で摩耗が発生し羽根のガタつきなどの影響を及ぼすことが判明した。このアルミニウム合金の場合比較的羽根が厚くまたその形状及び厚さを精度良く構成することが困難であるとの知見のもとに羽根部材をステンレス綱板で打抜き成形することを試みた。この場合は羽根を薄く形成することが出来その摺動部も摩耗などの影響が少なく耐久性にも富む羽根が得られた。ところがステンレス製の羽根部材は光路開口に臨む先端部が焼けて、黒色に変色する現象が発生した。この変色は光源からの光を大小に規制する羽根先端部の縁部に沿って変色痕が生じ、これが原因で通過する光量に斑が生じ、或いは腐食を招く恐れが生じた。

そこで本発明者はアルミ合金製の羽根部材では生ずることがなく、ステンレス製の羽根部材では発生する変色痕について原因を究明した処、両金属は熱伝導率が異なり、羽根部材は光路に臨む羽根先端部が光源からの光を直接受けて最も高い熱に晒され、ステンレス製はその熱伝導率が低いため熱がその部位に隠って変色することを究明するに至った。従って本発明は、熱による変形も変色も少なく、光路開口の周りに精度の良い絞り口径を形成することが可能で、ひいては開閉動作時の動作音が小さく、耐久性にも富んだプロジェクタ装置用光量調整装置の提供をその課題としている。

本発明は上記課題を達成する為、羽根部材を金属材料で構成するに際し、熱伝導率の異なる第１、第２の金属板で羽根部材を構成し、熱伝導率の高い金属でより高温に晒される部位を、熱伝導率の低い金属で開閉動作の案内部を形成することをその特徴としている。

そこで請求項１の発明は、光源からの照射光の光路に配置され光路開口を有する基板と、上記光路開口に配置され上記基板に開閉動自在に取付けられた少なくとも１枚の羽根部材と、上記基板に設けられ上記羽根部材の開閉動作を案内する突起状の案内ガイド部材と、上記羽根部材を開閉動する駆動手段と、上記駆動手段と上記羽根部材を連結するピン状伝動部材とを備える。そして上記羽根部材は、互いに重ね合わせた熱伝導率の異なる第１、第２、２つの金属板で構成する。この場合熱伝導率の高い第１の金属板は少なくとも上記光路開口の光源側に位置して通過光量を規制する開口縁を有し、熱伝導率の低い第２の金属板には、上記案内ガイド部材と上記伝動部材にそれぞれ嵌合する係合溝を形成する。

このように羽根部材を熱伝導率の異なる２つの金属板を重ね合わせて構成し光路開口に配置した際、熱伝導率の大きい第１の金属板が光源側に面するように重ね合わせる（配置する）。また熱伝導率の低い第２の金属板には基板に形成した案内ガイド部材と嵌合する係合溝を形成する。このように構成することによって、光源からの光を受ける羽根先端部は熱伝導率の大きい例えばアルミ素材が光源側に臨むこととなり、熱による変形、変色の恐れが少ない。

また羽根の案内ガイド部材は熱伝導率の低い、例えばステンレス綱板などに形成された係合溝に嵌合される為、高速に開閉部を繰り返しても摩耗や外部からの衝撃を受けても、溝形状が変形する恐れがなく耐久性に富む羽根が得られる。

次に請求項３に係る発明は、光源からの照射光の光路に配置され光路開口を有する基板と、上記光路開口に配置され上記基板に開閉動自在に取付けられた少なくとも１枚の羽根部材と、上記基板に設けられ上記羽根部材の開閉動作を案内する突起状の案内ガイド部材と、上記羽根部材を開閉動する駆動手段と、上記駆動手段と上記羽根部材を連結するピン状伝動部材とを備える。そして上記羽根部材は上記光路開口に臨み通過光量を規制する開口縁を有する第１の金属板と、上記第１の金属板に一体的に連結され、上記案内ガイド部材と上記伝動部材とにそれぞれ嵌合する係合溝を有する第２の金属板で構成され、上記第１の金属板は上記第２の金属板に比し熱伝導率が高く構成する。

従って、光路開口に臨む開口縁は熱伝導率の高い金属板で構成され、基板の案内ガイド部材と嵌合する係合溝は熱伝導率の低い金属板で構成される為、光源からの熱を受けて羽根先端部が変形することも変色することもない。更に、上記請求項１の発明において、前記基板には前記光量調整羽根を支持し、該羽根部材の運動方向に沿って突起状リブが設けられ、この突起状リブは前記第２の金属板と摺接する位置に配置する。これによって開閉動を案内するリブと摺接する部位は熱伝導率の低い金属で広汎な材料から耐熱、変色に関係なく選定することが可能であり、例えばステンレス鋼を選択することによって耐久性に富んだ羽根を構成することが出来る。

尚、本発明は第１の金属板はアルミニウム合金で構成し、第２の金属板はステンレス鋼板で構成することが好適である。これはプロジェクタ装置で投影光が２００度前後の雰囲気温度を構成する装置でアルミニウム合金は熱によって変色することが少なく、またステンレス鋼は羽根を薄く構成することが可能で摺動部分の摩耗、機械的強度面から耐久性も十分である実験結果が得られたことに基づく。

前記請求項１又は３の構成において、羽根部材は左右１対の羽根部材で構成し、各羽根部材は前記光路開口に相反方向に開閉動するように前記基板に支持する。また、前記案内ガイド部材と前記伝動部材にそれぞれ嵌合する係合溝には溝を形成する縁部にフランジ状のバーリングを施す。このように構成することによって例えば突起状の案内ガイド部材と係合溝を円滑に、また摩耗も少なくすることが出来る。

更に上記構成の光量調整装置を用いたプロジェクタ装置は、連続する画像データを順次入力する画像データ入力部と、上記画像データ入力部からの画像データに基づいて画像形成する像形成手段と、上記像形成手段に光を投射する光源と、上記像形成手段で形成した画像を投影する画像投影部と、上記光源と上記画像投影部との光路に配置され通過光量を規制する光量調整装置とを備える。そして上記光量調整装置を上記請求項１又は請求項３に記載の手段で構成する。

本発明は、開閉羽根を熱伝導率の異なる２つの金属板で構成し、光路開口に臨む羽根先端部は熱伝導率の高い金属板で構成し、この羽根を案内するガイド部材と駆動を伝達する伝動部材にそれぞれ嵌合する係合溝は熱伝導率の低い金属板に形成しているので投影光などの高温に晒される羽根先端部が熱によって変形することも、また長時間高温に晒されて変色することがない。同時にガイド部材或いは伝動部材と係合する係合溝などは熱伝導率の低い金属板を、例えばステンレス鋼など広汎な材料から選択することが可能で開閉動作は円滑で動作音も小さい光量調整装置の提供が可能である。従ってプロジェクタ装置などの高温で長時間開閉動を繰り返す光量調整装置として最適である。

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画像形成方式として種々のものが知られているがその一例として図２に示す液晶パネル方式を用いた場合のレイアウト構成を示す。

図２はプロジェクタ装置の概念構成図を示し、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は高原部、画像形成部、投光部で構成され、高原からの光を画像形成部に照射し、画像形成部に形成された画像に光を照射し、投光部からスクリーン状に投射するように構成されている。

投光部には光源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使用される。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、例えばレンズアレイ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、後述する光量調整装置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ようにしている。

このように構成されたプロジェクタ装置Ｈには光量調整装置Ｅが組み込まれ、この光量調整装置Ｅは上述のように光源１からインテグレータレンズ４との間に配置されるか、或いは投影レンズ９を構成するレンズアレイ内に組み込まれる。そして次の光量調整を行う。まず装置を使用する環境に応じて光量調整する場合には室内など使用環境の明るさを検出するホトセンサなどの検知センサを設けて、このセンサで検出した室内光の明るさに応じて光量調整装置Ｅを制御する。また画像のコマ毎にコントラスト調整若しくは輝度変化に応じた明るさ調整を行う場合には液晶パネル８に転送する画像データから各画像（コマ）毎の明るさ（輝度）を抽出し、投影する画像データとコントラスト、輝度変化の補正値を演算し、その演算結果に応じて光量調整装置Ｅを調整する。

図示のものは光量調整装置Ｅを高原とインテグレータレンズ４との間に配置した場合を示し、図３は光源１とフィルタ３と光量調整装置Ｅとの配置関係を示す。図３で１は光源、２は光源に組み込まれた反射鏡、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を備え、投光する光束を矩形状に形成する。この矩形領域（開口）の周縁部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。尚、この矩形領域３ａは光量調整装置Ｅに形成される光路開口１１０（羽根部材２００、３００が全開放した時の開口径）より大きく設定されている。

次に、光量調整装置Ｅについて説明する。図３は組み立て状態の斜視図であり、図４は組立分解斜視図である。光量調整装置は、基板４００と、押さえ板１００と基盤基板４００に組み込まれた羽部材２００および３００とその駆動モータ６００とから構成されている。基板４００は光路開口４１０を有する平板状フレーム部材で構成され、まず上記基板４００と押さえ板１００との間に組み込まれる羽部材の構成について説明する。

図示の羽根部材２００、３００は互いに相反方向にスライド移動して基板４００の光路開口４１０に臨んでその開口を適宜開閉し通過する光量を調整する２枚の羽部材で構成してある。羽根部材２００、３００は基板４００に形成した開口４１０を過ぎるように偏平な板部材で形成され、少なくとも一側端部を基板４００の開口４１０の周縁に植設した案内ガイド部材（以下ガイドピンという）４２０、４３０に支承され摺動自在に取付けられる。羽根部材はそれぞれ２枚の金属板で構成され、基板４００のガイドピン４２０、４３０に支承される部分が薄く剛性に富み錆び難いＳＵＳ材等のステンレス鋼が用いられ、基板４００の光路開口４１０に臨む部分は光源（ランプ）１による照射熱２００度程度に耐え得る耐熱性に富んだ熱伝導率の高いアルミニウム合金が使用されている。

これらはいずれも圧延材料をプレス加工により所定形状に型抜き形成される。各羽根部材の構成について図５および図６に基づいて説明する。図５に示すように羽根部材は第１の金属板（アルミニウム合金）２００ｂと第２の金属板（ステンレス鋼）２００ａで構成され、まず一方の羽根部材２００は、ＳＵＳ材等のステンレス鋼をプレス加工により型抜きされた羽根基体２００ａとアルミニウム合金をプレス加工により型抜きされた絞り板２００ｂの２枚で構成されている。その羽根基体２００ａはプレス加工の際に伝動部材５００と駆動連結する係合溝（スリット孔）２００ｄと、基体４００のガイドピン４２０が嵌合し摺動自在にガイドされる係合溝（ガイドスリット孔）２００ｅが設けられている。

この各係号溝は縁部に折り曲げ片が形成されガイドピン４２０との接触する部分が面接触するようにバーリング加工が施されて耐磨耗性を高める工夫がなされている。また、絞り部２００ｂを挟んで他端に基体４００のガイドピン４３０に係合するスリット孔２００ｆが形成され、そのスリット孔２００ｆと案内ガイド部材（ガイドスリット孔）２００ｅを連結する絞り部２００ｂをカシメや電気溶接等の結合手段で固着支持する接着部２００ｈ、２００ｊとを備えた連結面２００ｇを形成している。

また、他方の羽根を構成する羽根基体３００ａはプレス加工の際に伝動部材５００と駆動連結する係合溝（スリット孔）３００ｄと、基板４００の案内ガイド部材（ガイドピン）４３０に係合し摺動自在にガイドされる係合溝（ガイドスリット孔）３００ｅが設けてある。この各係合溝３００ｄと３００ｅには縁部を折曲げたバーリング加工が施されている。また、絞り部３００ｂをカシメや電気溶接等の結合手段で固着支持する接着部３００ｈ、３００ｊを有する連結面３００ｇが設けられている。

また、これら羽根部材２００と羽根部材３００は基板４００と押え板１００にそれぞれ互いに羽根部材側に突出した基板４００の突起４４０、４５０と押え板１００の突起１０２、１０３から成る高低突起により所定の隙間を隔て摺動変位するように離間支持されている。

羽根部材をこのように第１の金属板と第２の金属板で構成したので次の特徴を有する。第一にフィルタ３の矩形領域３ａを通過した光はアルミニウム合金など熱伝導率の高い第１の金属板で形成される開口縁２００ｃ、３００ｃに照射され、その照射部分に照射熱がこもることがなく周囲に伝播されて放熱する。アルミニウム合金はステンレス鋼で羽根を構成した場合に比べて開口縁部が熱による変形・変色を招くことがない。第二に２枚の金属板を重ね合わせた構成によりステンレス鋼の剛性でアルミニウム合金の反りなどの変形を防止し、より精度の良い羽根部材を構成することができる。第三に複数の羽根部材を組合わせて光路開口を開閉する場合にステンレス鋼などの第２の金属板が互いに擦れ合う際に発する摺動音がアルミニウム合金などの第１の金属板を重ねることによって軽減することができる。

次に、図７及び図８で示す他の実施例における羽根部材２００、３００について説明する。先の実施例同様に、各羽根部材はアルミニウム合金などの第１の金属板とステンレス鋼などの第２の金属板とから構成され、先のものは第１と第２の金属板を重ね合わせて構成したのに対し、羽根部材を部分的に第１乃至第２の金属板で構成し、この両者を連結して構成する場合を示す。

一方の羽根を構成する羽根部材２００は、ＳＵＳ材等のステンレス鋼をプレス加工により型抜きされた羽根基体２１０ａとアルミニウム合金をプレス加工により型抜きされた絞り部２１０ｂを連結した２枚構成で形成されている。そして羽根基体２１０ａには伝動部材５００と駆動連結する係合溝（スリット孔）２１０ｄと、基体４００の案内ガイド部材（ガイドピン）４２０が嵌合し摺動自在にガイドされる係合溝（ガイドスリット孔）２１０ｅが形成されている。一方絞り部２１０ｂには開口縁２１０ｃが形成されている。尚羽根基体２１０ａの各係合溝にはプレス加工の際にバーリング加工が施され溝縁部にフランジ部が形成されている。これにより前述のものと同様に案内ガイド部材（ガイドピン４２０）および駆動ピンと接触する部分が面接触することとなり耐磨耗性を高める工夫が施されている。

また、他方の羽根を構成する羽根基体３００ａも同様に、ＳＵＳ材等のステンレス鋼をプレス加工により型抜きされた羽根基体２１０ａとアルミニウム合金をプレス加工により型抜きされた絞り部２１０ｂを連結した２枚構成で形成されている。そしてこの羽根基体２１０ａと絞り部２１０ｂとは羽根部材２００と同様に、羽根基体に係合溝３１０ｄと３１０ｅが形成され、絞り部に開口縁３１０ｃが形成されている。そして、第１第２の金属板はカシメ、スポット溶接などの連結手段で互いに固定してあり３１０ｉ、３１０kはスポット孔、３１０ｈ、３１０ｊは溶接代である。

また、先の実施例同様にこれら羽根部材２００と羽根部材３００は、基板４００と押え板１００にそれぞれ互いに羽根部材側に突出した基板４００の突起４４０、４５０と押え板１００の突起１０２、１０３から成る高低突起により所定の隙間を隔て摺動変位するように離間支持されている。

この場合、特に絞り板２００ｂ、３００ｂを羽根基体２００ａ、３００ａの連結面２００ｇ、３００ｇにカシメや電気溶接等の結合手段で固着支持することで、羽根基体２００ａ、３００ａの剛性により絞り部２００ｂ、３００ｂの反り返りを防止することで、光路開口の周りに精度良く開閉することが可能と成る。

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、３００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。基板は基板４００と押え板１００で構成され、基板４００には羽根を開閉動する伝動部材５００と、駆動モータ６００が取付けられている。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５００と、この伝動部材５００を駆動する駆動モータ６００をそれぞれ取付け、この基板４００に押え板１００を取付ける。従って上記各構成部品は基板４００と押え板１００との間に収容保持されることとなる。

前記基板４００は中央に光路開口４１０を形成し、その光路開口４１０の周囲近傍に高低差を付けたガイド突起４４０、４５０とガイドピン４３０を形成し、伝動部材５００を回動自在に支持する。さらに外部に突出した駆動モータ６００を支持するとともに、伝動部材５００が揺動するための逃げ孔４６０、４７０を備えている。

伝動部材５００は、基板４００を介しその基板４００の背面に取れつけられ基板４００を貫通し突出した駆動モータ６００の回転軸にねじ止め等で取り付けられている。この伝動部材５００には中央部位より両側に延在したアームの先端に作動ピン５１０、５２０を植設すると共に、中央部位には常時伝動部材５００が図４で示す状態で時計方向に付勢するバネ部材５３０が基板４００のバネ掛け部４８０との間に設けられ、羽根部材２００、３００が常時開放状態を維持するようになっている。尚、このバネ部材５３０に代えて駆動モータ６００に磁気的な保持力を使って羽根部材２００、３００が常時開放状態を維持するようにしても良い。

押え板１００は、中央に基板４００の光路開口４１０と同等径の光路開口１１０を形成し、伝動部材５００と羽根部材２００、３００を基板４００に対し回動可能に保持及び保護するために基板４００から一定の間隔を保って基板４００に固定するための取付け部１０４と、伝動部材５００の作動ピン５１０、５２０の逃げ用スリット孔１０５、１０６と、基板４００のガイドピン４３０の逃げ孔１０７を形成している。

駆動モータ６００は、図４で示す様に前述の伝動部材５００と外部中央で嵌合する回転軸と、回転軸が貫通するマグネットロータと、マグネットロータ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と、コイル枠の外周に巻廻された伝導コイルと、外部との磁気的影響をカットするヨークと、カバーと、カバーと一体成形され、基板４００に固定支持される固定部を備えている。この他、駆動モータ６００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。

上記コイル枠には駆動コイルと制動コイルとを巻回し反対方向の電流を印加することによって往復回動が可能であり、また上記コイル枠には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、３００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）で検出し所定の位置に正確に停止させることで、羽根部材２００、３００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。

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６００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６００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）の検出値が変化し、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６００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６００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。

尚、上述の実施例では光路開口に２枚の羽根部材を臨ませる場合を示したが、これは１枚の羽根部材であっても良く、その場合は絞り口径を形成した羽根部材を光路開口から待避した位置と光路開口に臨む位置に移動自在に配置すればよい。また羽根部材を３枚或いは５枚など打数枚で構成することも可能である。この場合は光路開口の周囲にリング状の駆動部材を設け、光路開口の周囲に等間隔に回動可能に配置した羽根を駆動部材で開閉動するように構成すれば良い。

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の装置の羽根部材の構成を説明する斜視図。 図５の羽根部材の分解斜視図。 図５の羽根部材の他の実施例である羽根部材の構成を説明する斜視図。 図７の羽根部材の分解斜視図。 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。

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 地板（基板）
４１０ 光路開口
５００ 伝動部材（作動リング）
６００ 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. 光源からの照射光の光路に配置され光路開口を有する基板と、
   上記光路開口に配置され上記基板に開閉動自在に取付けられた少なくとも１枚の羽根部材と、
   上記基板に設けられ上記羽根部材の開閉動作を案内する突起状の案内ガイド部材と、
   上記羽根部材を開閉動する駆動手段と、
   上記駆動手段と上記羽根部材を連結するピン状伝動部材と、を備えたプロジェクタ用光量調整装置において、
   上記羽根部材は、互いに重ね合わせた熱伝導率の異なる第１、第２、２つの金属板で構成され、
   熱伝導率の高い第１の金属板は少なくとも上記光路開口の光源側に位置して通過光量を規制する開口縁を有し、
   熱伝導率の低い第２の金属板は、上記案内ガイド部材と上記伝動部材にそれぞれ嵌合する係合溝が形成されていることを特徴とするプロジェクタ用光量調整装置。
2. 前記基板には前記光量調整羽根を支持し、該羽根部材の運動方向に沿って突起状リブが設けられ、この突起状リブは前記第２の金属板と摺接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ用光量調整装置。
3. 光源からの照射光の光路に配置され光路開口を有する基板と、
   上記光路開口に配置され上記基板に開閉動自在に取付けられた少なくとも１枚の羽根部材と、
   上記基板に設けられ上記羽根部材の開閉動作を案内する突起状の案内ガイド部材と、
   上記羽根部材を開閉動する駆動手段と、
   上記駆動手段と上記羽根部材を連結するピン状伝動部材と、を備えたプロジェクタ用光量調整装置において、
   上記羽根部材は上記光路開口に臨み通過光量を規制する開口縁を有する第１の金属板と、
   上記第１の金属板に一体的に連結され、上記案内ガイド部材と上記伝動部材とにそれぞれ嵌合する係合溝を有する第２の金属板で構成され、
   上記第１の金属板は上記第２の金属板に比し熱伝導率が高いことを特徴とするプロジェクタ用光量調整装置。
4. 前記基板には前記羽根部材を支持し、該羽根部材の運動方向に沿って突起状リブが設けられ、この突起状リブは前記第２の金属板と摺接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ用光量調整装置。
5. 前記第１の金属板はアルミニウム合金で構成され、前記第２の金属板はステンレス鋼板で構成されていることを特徴とする請求項１又は３に記載のプロジェクタ用光量調整装置。
6. 前記羽根部材は左右一対の羽根部材で構成され、各羽根部材は前記光路開口に相反方向に開閉動するように前記基板に支持されていることを特徴とする請求項１又は３に記載のプロジェクタ用光量調整装置。
7. 前記案内ガイド部材と前記伝動部材にそれぞれ嵌合する係合溝には溝を形成する縁部にフランジ状のバーリングが施されていることを特徴とする請求項１又は３に記載のプロジェクタ用光量調整装置。
8. 連続する画像データを順次入力する画像データ入力部と、
   上記画像データ入力部からの画像データに基づいて画像形成する像形成手段と、
   上記像形成手段に光を投射する光源と、
   上記像形成手段で形成した画像を投影する画像投影部と、
   上記光源と上記画像投影部との光路に配置され通過光量を規制する光量調整装置と、を備えたプロジェクタ装置であって、
   上記光量調整装置は前記請求項１又は３に記載の光量調整装置で構成されることを特徴とするプロジエクタ装置。
9. 前記光量調整装置は前記像形成手段の輝度変化に応じて予め定めた周期で前記光量調節羽根を開閉駆動する制御手段を備えていることを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ装置。

Images