JP2015114500A - 調光装置、プロジェクター及び調光装置の製造方法 - Google Patents

調光装置、プロジェクター及び調光装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】遮光部を適切に配置でき、通過光の遮蔽を適切に実施できる調光装置、プロジェクター及び調光装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】調光装置5は、通過する光の中心軸を挟んでそれぞれ配置される遮光羽根54,55と、遮光羽根54,55の各端部が互いに近接及び離間する方向に遮光羽根54,55を移動させる移動手段(モーター51及びギア52,53)と、を備え、遮光羽根54,55は、移動手段により移動されるアーム541,551と、アーム541,551に設けられ、アーム541,551とともに移動して光の通過領域内に配置される遮光部542,552と、を有し、遮光羽根54,55は、それぞれ別体として構成されたアーム541,551と遮光部542,552との取付位置を調整可能な調整部5414,5415,5514,5515を有する。
【選択図】図7

Description

本発明は、調光装置、プロジェクター及び当該調光装置の製造方法に関する。
従来、光源装置と、当該光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、変調された光束を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターとして、光源装置と光変調装置との間に配置され、当該光変調装置に入射される光量を調整して、投射される画像の輝度を調整する調光装置を備えたプロジェクターが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1に記載の調光装置は、一対の遮光部材と、回動機構とを備える。これらのうち、回動機構は、モーターと、当該モーターの回転が伝達される伝達部と、当該伝達部により伝達される回転力により互いに反対方向に回動される一対の駆動ギアとを備える。これら駆動ギアは、通過する光束の中心軸に直交する方向に沿う回動軸を中心として回動可能に設けられている他、それぞれ遮光部材を支持している。これら駆動ギアが回動されると、各遮光部材の端部が互いに近接する方向に移動される。これにより、各遮光部材が光束の通過領域内に配置されて、当該光束の少なくとも一部が遮光される。このように、各遮光部材による遮光が行われると、光変調装置に入射される光量が減じられ、当該光変調装置により形成される画像の光量(輝度)が調整される。
特開2010−217651号公報
ここで、前述の特許文献1に記載の調光装置では、各遮光部材が上記光束の通過領域内に最も挿入された状態(遮光量が最大となる状態。以下、全閉状態という)では、遮光部材の寸法公差により、各遮光部材が噛み合ってしまう場合が生じうる。特に、遮光量をより高めるために、全閉状態での遮光部材間の隙間が小さくなるように設計された調光装置では、部品寸法のばらつきによって、遮光部材同士がぶつかってしまう可能性が高くなるという問題がある。
本発明は、遮光部を適切に配置でき、通過光の遮蔽を適切に実施できる調光装置、プロジェクター及び調光装置の製造方法を提供することを目的の1つとする。
本発明の第1態様に係る調光装置は、通過する光の中心軸を挟んでそれぞれ配置される第1遮光羽根及び第2遮光羽根と、前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根の各端部が互いに近接及び離間する方向に前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根を移動させる移動手段と、を備え、前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根は、前記移動手段と係合して、前記移動手段により移動されるアームと、前記アームに設けられ、前記アームとともに移動して前記光の通過領域内に配置される遮光部と、を有し、前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根の少なくともいずれかは、それぞれ別体として構成された前記アームと前記遮光部との取付位置を調整可能な調整部を有することを特徴とする。
前記第1態様によれば、調整部にて、アームと遮光部との取付位置を調整した状態でこれらを固定できる。このため、それぞれ別体として構成された遮光部及びアームに部品寸法のばらつきが生じた場合でも、各遮光羽根における適切な位置に遮光部を位置させることができる。従って、通過する光の遮蔽を適切に実施できる。
前記第1態様では、前記遮光部は、前記通過領域内に配置される本体部と、前記本体部から延出する延出部と、を有し、前記調整部は、前記アームにおいて前記延出部に応じた位置及び前記延出部のいずれかに配置されていることが好ましい。
前記第1態様によれば、光を遮蔽することで高温となりやすい本体部から離れた位置に、調整部を配置できる。従って、遮光によって生じる熱の影響を低減でき、調整部の変形、ひいては、遮光部及びアームに歪みが生じることを抑制できる。
前記第1態様では、前記アーム及び前記遮光部の一方は、前記アームと前記遮光部とを固定する固定部材が固定される孔部を有し、前記アーム及び前記遮光部の他方は、前記調整部として、前記孔部より内径が大きく形成されて前記固定部材が挿通される挿通孔を有することが好ましい。
なお、固定部材としては、挿通孔の内径より大きな頭部を有するねじを例示できる。
前記第1態様によれば、調整部としての挿通孔を挿通する固定部材を孔部に固定することにより、アームと遮光部とを確実に固定できる。この際、挿通孔が孔部の内径より大きな内径を有することにより、当該挿通孔内に孔部が位置する範囲において、アームと遮光部との取付位置を確実に調整できる。従って、アームと遮光部とを確実に固定でき、これらの取付位置の調整を容易に実施できる他、調整部の構成を簡易な構成とすることができる。また、光を遮蔽する遮光部は高温となるが、固定部材としてねじを採用すれば、アームと遮光部との固定に接着剤が用いられる場合に比べ、これらを確実に固定できる。
前記第1態様では、前記アームは、前記調整部を有し、前記遮光部は、前記孔部を有することが好ましい。
ここで、各遮光部は、上記のように、移動される各遮光羽根において適切な位置に配置されている必要がある。このため、調光装置の製造時には、各遮光羽根のアーム及び遮光部がそれぞれ別体である場合には、各遮光部を平面上に配置した後、各遮光部と重なるように、移動手段と係合した各アームを配置することが考えられる。或いは、一方の遮光羽根のみアームと遮光部とが別体である場合には、当該遮光部を平面上に配置した後、当該遮光部に合わせて他方の遮光羽根の遮光部を配置するとともに、当該平面上に配置された遮光部と重なるように一方の遮光羽根のアームを配置することが考えられる。
これらのいずれの場合においても、アームに、固定部材が挿通する挿通孔である調整部が設けられ、当該アームにより覆われる遮光部に、固定部材が固定される孔部が設けられていることで、平面上にそれぞれ配置されたアームと遮光部とを、当該遮光部に対してアームを配置する方向から容易に固定できる。
本発明の第2態様に係るプロジェクターは、光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、変調された前記光を投射する投射光学装置と、前記光源装置から前記光変調装置に入射される前記光の光路上に配置される上記調光装置と、を備えることを特徴とする。
前記第2態様によれば、上記調光装置と同様の効果を奏することができるので、光変調装置に入射される光を確実に遮蔽でき、当該光変調装置に入射される光量を確実かつ適切に調整できる。
本発明の第3態様に係る調光装置の製造方法は、通過する光の中心軸を挟んでそれぞれ配置される第1遮光羽根及び第2遮光羽根と、前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根の各端部が互いに近接及び離間する方向に前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根を移動させる移動手段と、を備える調光装置の製造方法であって、前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根は、前記移動手段と係合して、前記移動手段により移動されるアームと、前記アームに設けられ、前記アームとともに移動して前記光の通過領域内に配置される遮光部と、を有し、前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根の少なくともいずれかは、前記アームと前記遮光部とを固定する固定部材が固定される孔部を有する前記遮光部と、前記孔部に応じた位置に前記孔部より内径が大きく形成されて前記固定部材が挿通される挿通孔を有する前記アームと、をそれぞれ別体として有し、当該製造方法では、前記アームとは別体として構成された前記遮光部を平面上に配置し、前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根がそれぞれ有する前記遮光部の相対位置を調整した状態で、前記平面上に配置された前記遮光部に対して前記移動手段と係合した前記アームを重ねて、前記遮光部に対して前記アームを位置決めし、前記相対位置が維持された状態で、前記挿通孔に挿通された前記固定部材を前記孔部に固定して、前記遮光部と前記アームとを固定することを特徴とする。
なお、固定部材は、上記と同様に、挿通孔の内径より大きな頭部を有するねじを例示できる。
前記第3態様によれば、挿通孔の内径は孔部の内径より大きいので、遮光部とアームとの間に部品寸法のばらつきに起因するずれが生じた場合でも、挿通孔内に孔部が位置する範囲においてアームと遮光部との取付位置を調整できる。従って、各遮光羽根における適切な位置に遮光部を位置させることができ、通過する光の遮蔽を適切に実施できる調光装置を簡易に製造できる。
前記第3態様では、前記遮光部と前記アームとを位置決めした後で、前記遮光部と前記アームとを固定する前に、前記遮光部及び前記アームを前記平面に向かって押圧することが好ましい。
前記第3態様によれば、遮光部とアームとが平面に向かって押圧されることで、がたつくこと無く、これらの位置合わせ状態を維持できる。
前記第3態様では、前記調光装置は、前記移動手段が取り付けられる枠体を備え、当該製造方法では、前記遮光部に対して前記アームを位置決めする際に、前記遮光部に対して前記アームを配置する方向に略直交する方向に前記枠体を押圧して、前記遮光部と前記アームとを位置決めすることが好ましい。
前記第3態様によれば、遮光部に対してアームを配置する方向に略直交する方向に枠体が付勢されることで、遮光部とアームとの位置が調整された状態を維持できる。従って、遮光部とアームとの固定を一層容易に実施できる。
本発明の一実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 前記実施形態における調光装置を示す斜視図。 前記実施形態における調光装置を示す斜視図。 前記実施形態における調光装置を示す斜視図。 前記実施形態における遮光部を示す斜視図。 前記実施形態における調光装置を示す斜視図。 前記実施形態におけるアーム位置合わせ工程を示す図。 前記実施形態における遮光羽根固定工程を示す図。 前記実施形態における調光装置の変形例を示す斜視図。
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の構成を示す模式図である。なお、以下の図及び説明において、Z方向は、光源装置31から出射された時点での光の進行方向を示し、X方向及びY方向は、当該Z方向に直交し、かつ、互いに直交する方向を示す。これらのうち、Y方向は、例えばプロジェクター1が設置台等に載置された場合では鉛直方向とは反対方向である上方(すなわち、外装筐体2の底面から天面に向かう方向)であり、X方向は、Z方向側(光の進行方向の基端側)から見て左から右に向かう方向である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、画像情報に応じた画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する。このプロジェクター1は、図1に示すように、外装筐体2と、当該外装筐体2内に収納される光学ユニット3とを備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター1は、当該プロジェクター1を制御する制御装置、電力を供給する電源装置、及び、冷却対象を冷却する冷却装置を備える。
[光学ユニットの構成]
光学ユニット3は、画像情報に応じた画像を形成及び投射する。この光学ユニット3は、光源装置31及び各種光学装置32〜36と、これらを支持する光学部品用筐体4と、を備える。
光源装置31は、光源ランプ311及びリフレクター312を有し、照明光学装置32に光束を出射する。
照明光学装置32は、光源装置31から出射された光束の中心軸に対する直交面内の照度を均一化する。この照明光学装置32は、光源装置31からの光の入射順に、第1レンズアレイ321、調光装置5、第2レンズアレイ322、偏光変換素子323及び重畳レンズ324を有する。
第1レンズアレイ321は、詳しい図示を省略するが、光源装置31から出射された光束を複数の部分光束に分割する複数の第1小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。また、第2レンズアレイ322は、第1レンズアレイ321の各第1小レンズに応じた複数の第2小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。そして、第2レンズアレイ322及び重畳レンズ324は、入射される各部分光束を後述する液晶パネル353の画像形成領域に重畳させて、当該画像形成領域を均一に照明する。
偏光変換素子323は、入射された光の偏光方向を一種類に揃える。
調光装置5は、第1レンズアレイ321を介して第2レンズアレイ322に入射される光の少なくとも一部を遮蔽して、当該第2レンズアレイ322、ひいては、液晶パネル353に入射される光量を調整する。なお、調光装置5の構成については、後に詳述する。
色分離光学装置33は、照明光学装置32から入射される光束を、赤(R)、緑(G)及び青(B)の3つの色光に分離する。この色分離光学装置33は、ダイクロイックミラー331,332及び反射ミラー333を有する。
リレー光学装置34は、分離された3つの色光のうち、他の色光に比べて光路が長い赤色光の光路上に設けられる。このリレー光学装置34は、入射側レンズ341、リレーレンズ343及び反射ミラー342,344を有する。
電気光学装置35は、分離された各色光を画像情報に応じてそれぞれ変調した後、変調された各色光を合成する。この電気光学装置35は、色光ごとに設けられる3つのフィールドレンズ351、3つの入射側偏光板352、光変調装置としての3つの液晶パネル353(赤、緑及び青用の液晶パネルをそれぞれ353R,353G,353Bとする)及び3つの出射側偏光板354と、変調された各色光を合成する色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム355とを有する。
投射光学装置36は、合成された色光(画像を形成する光束)を上記被投射面上に拡大投射する投射レンズである。
光学部品用筐体4は、詳しい図示を省略するが、各種光学部品を収納する溝部が形成された部品収納部材と、当該部品収納部材に形成された部品収納用の開口部を閉塞する蓋状部材と、投射光学装置36を支持する支持部材と、を備える。
この光学部品用筐体4には、照明光軸Axが設定されており、上記光源装置31及び各光学装置32〜36は、当該照明光軸Axに対する所定位置に配置される。このため、光源装置31が光学部品用筐体4に配置された際には、当該光源装置31から出射される光の中心軸は、照明光軸Axと一致する。
[調光装置の構成]
図2〜図4は、調光装置5を示す斜視図である。これらのうち、図2及び図3は、遮光羽根54,55が全閉状態(遮光量が最大となる状態であり、各遮光羽根54,55を最も近接させた状態)にある場合の調光装置5を光入射側から見た斜視図であり、図4は、当該調光装置5を光出射側から見た斜視図である。
調光装置5は、第1レンズアレイ321と第2レンズアレイ322との間に配置される。この調光装置5は、図2〜図4に示すように、モーター51、ギア52,53、遮光羽根54,55及び枠体56を備え、ユニットとして構成されている。これらのうち、モーター51及びギア52,53は、本発明の移動手段を構成する。
[枠体の構成]
枠体56は、内部が中空な略四角柱状に形成されている。具体的に、枠体56は、YZ平面に沿い、互いに対向する第1面部561及び第2面部562と、XZ平面に沿い、かつ、互いに対向する第3面部563及び第4面部564を有する。なお、第1面部561は、第2面部562に対してX方向とは反対側に位置し、第3面部563は、第4面部564に対してY方向側に位置する。
第1面部561には、モーター51及びギア52,53が取り付けられる。
第2面部562は、図3及び図4に示すように、遮光羽根54,55が有するピン状部5412,5512が挿入される孔部5621と、枠体56内の遮光羽根54,55により熱せられた空気を外部に逃がす流通口5622とを有する。
更に、第2面部562には、ピン状部5412,5512と係合して、当該ピン状部5412,5512の第2面部562からの脱落を防止する付勢部材565が設けられている。この付勢部材565は、本実施形態では、コイルばねの一対の端部を延長して平面視V字状に形成したものである。
[モーターの構成]
モーター51は、遮光羽根54,55を移動させる駆動力を発生させる駆動手段であり、本実施形態では、上記制御装置により制御されるステッピングモーターにより構成されている。このモーター51は、図4に示すように、モーター本体511と、当該モーター本体511から延出する回転軸512に設けられたギア513と、を備える。
モーター本体511は、枠体56の第1面部561における外面561A(第2面部562とは反対側の面)にねじ固定され、当該第1面部561に形成された孔部5611に回転軸512が挿通される。
ギア513は、回転軸512の先端に設けられ、ギア52と噛合する。
[ギアの構成]
ギア52,53は、モーター51の回転力が伝達される伝達手段として機能する他、遮光羽根54,55を支持する支持手段としても機能する。
これらギア52,53は、図4に示すように、それぞれ略1/3円形状を有する。
ギア52は、円弧状部521とは反対側の端部に孔部522を有する。そして、第1面部561の内面561B(第2面部562と対向する面)に固定されるピン57が、孔部522に挿通されることで、ギア52は、当該内面561Bに回動可能に支持される。
一方、円弧状部521は、ギア513と噛合する複数の歯を有する。このため、ギア52は、ギア513の回動に伴って、ピン57の中心軸(X方向に沿う回動軸)を中心として回動する。
円弧状部521により接続される一対の縁部523,524(縁部524については図3参照)のうち縁部524側には、第2面部562側(X方向側)に突出する固定部525が設けられている。この固定部525は、ねじ孔(図示省略)と、光入射側に突出する位置決めピン526(図3参照)とを有する。そして、図3に示すように、位置決めピン526が挿通されて位置決めされた遮光羽根54のアーム541が、当該アーム541に挿通されてねじ孔に螺合されるねじS1により、固定部525に固定される。
ギア53は、ギア52と同様の形状及び構成を有する。
具体的に、ギア53は、図4に示すように、円弧状部531とは反対側の端部に孔部532が形成されている。そして、ギア53は、孔部532を挿通するピン58により、ギア52と同様に内面561Bに回動可能に支持される。
一方、円弧状部531は、円弧状部521に形成された上記複数の歯と噛合する複数の歯を有する。このため、ギア53は、ギア52の回動に伴って当該ギア52とは反対方向に回動する。
円弧状部531により接続される一対の縁部533,534(縁部534については図3参照)のうち縁部534側には、第2面部562側(X方向側)に突出する固定部535が設けられている。この固定部535は、固定部525と同様に、ねじ孔(図示省略)と、光入射側に突出する位置決めピン536(図3参照)とを有する。そして、図3に示すように、位置決めピン536が挿通されて位置決めされた遮光羽根55のアーム551が、当該アーム541を挿通してねじ孔に螺合するねじS2により、固定部535に固定される。
[遮光羽根の構成]
遮光羽根54,55は、本発明の第1遮光羽根及び第2遮光羽根に相当する。これら遮光羽根54,55は、図2〜図4に示すように、第1レンズアレイ321から出射された光の中心軸(すなわち照明光軸Ax)を中心として対称配置され、ギア52,53の回動に伴って互いに近接又は離間する方向に、同じ角度及び同じ移動量で回動する。すなわち、各遮光羽根54,55は、当該中心軸を中心に互いに対向して配置され、換言すると、当該中心軸を挟んでそれぞれ配置されている。
これらのうち、遮光羽根54は、遮光羽根55に対してY方向側に位置する。この遮光羽根54は、アーム541と、当該アーム541に対して光出射側(Z方向側)に位置し、当該アーム541にねじS3により取り付けられる遮光部542とを有する。
[アームの構成]
アーム541は、板金を折曲加工して形成された横向きの略F字状を有する板状体であり、長手方向がX方向に沿うようにギア52に固定される。このアーム541は、ギア52側(X方向とは反対側)の端部に固定部525に固定される取付部5411(図2及び図3)と、ギア72側とは反対側(X方向側)の端部に第2面部562の孔部5621を挿通するピン状部5412(図3及び図4)とを有する。
また、アーム541は、当該アーム541の略中央から遮光羽根55側に突出し、ギア52の回動に伴って光の通過領域内に配置されるアーム側遮光部5413を有する。このアーム側遮光部5413は、遮光部542の一部と重なるように形成されており、入射される光を遮蔽する。
更に、アーム541は、光の通過領域外(すなわち、アーム541におけるアーム側遮光部5413の外側)の位置で、かつ、互いに離間した位置に、遮光部542を当該アーム541に沿って位置調整した後に当該アーム541に取り付けるための調整部5414,5415を有する。具体的に、調整部5414は、アーム541におけるX方向とは反対側の端部側に配置され、調整部5415は、X方向側の端部側に配置されている。なお、これら調整部5414,5415の構成は、遮光部542に対するアーム541の位置調整とともに、後に詳述する。
[遮光部の構成]
図5は、全閉状態における遮光部542,552を示す斜視図である。換言すると、図5は、後述する遮光羽根位置決め工程にて、治具のステージST上に載置された各遮光部542,552を示す斜視図である。
遮光部542は、ギア52の回動に伴って第1レンズアレイ321から第2レンズアレイ322に入射される光の通過領域内に配置され、当該光を遮蔽する。この遮光部542は、図5に示すように、第1遮光部543及び第2遮光部544を有する。
これらのうち、第2遮光部544は、第1遮光部543に対して光入射側(Z方向とは反対側)に位置する略矩形状の板体である。この第2遮光部544は、略中央部に長孔5441及び孔5442を有する。そして、当該長孔5441及び孔5442に、第1遮光部543に突設された突起5432が挿入されて位置決めされた状態で、第2遮光部544は、第1遮光部543に熱融着される。
また、第2遮光部544は、第1遮光部543に取り付けられた際に遮光羽根55側(照明光軸Ax側)となる端部が、第1遮光部543における同方向の端部から離間する方向に傾斜した傾斜部5443を有する。
第1遮光部543は、板金を折曲加工して略T字状に形成された板体であり、アーム541に取り付けられる。この第1遮光部543は、第2遮光部544が取り付けられるとともに、入射される光を遮蔽する平坦面を有する本体部5431と、当該本体部5431から光入射側(Z方向とは反対側)に屈曲した後、それぞれ互いに離間する方向(X方向)に延出する一対の延出部5434,5436とを有する。
本体部5431は、略矩形状に形成されており、略中央にそれぞれ略円柱状の一対の突起5432を有する。これら突起5432は、前述の長孔5441及び孔5442にそれぞれ挿入される。なお、一方の突起5432が挿入される孔が長孔5441であるので、これら突起5432の位置、並びに、長孔5441及び孔5442の位置が設計上の位置からずれた場合でも、第1遮光部543に第2遮光部544を適切に取付可能である。
また、本体部5431において遮光羽根55側の端部の略中央には、図5では図示を省略するが、本体部5431の中心に向かって凹んだ円弧状の凹部5433(図4参照)が形成されている。
一対の延出部5434,5436は、上記調整部5414,5415に応じた位置に、ねじ孔である孔部5435,5437を有する。具体的に、孔部5435は、X方向とは反対方向に延出する延出部5434の先端部近傍に設けられ、孔部5437は、X方向に延出する延出部5436の先端部近傍に設けられている。そして、調整部5414,5415を挿通するねじS3(図2及び図3参照)を、対応する孔部5435,5437にそれぞれ螺合させることにより、第1遮光部543がアーム541に固定される。
遮光羽根55は、遮光羽根54と同様の構成を有する。具体的に、遮光羽根55は、図2〜図4に示すように、長手方向がX方向に沿うようにギア53に取り付けられるアーム551と、当該アーム551に取り付けられる遮光部552と、を備える。
アーム551は、アーム541と同様に、ギア53の固定部535に取り付けられる取付部5511(図2及び図3)をX方向とは反対側の端部に有し、第2面部562の孔部5621を挿通するピン状部5512(図3及び図4)をX方向側の端部に有する。
更に、アーム551は、当該アーム551の略中央から遮光羽根54側(照明光軸Ax側)に突出する略矩形状のアーム側遮光部5513(図2及び図3)を有する。
加えて、アーム551は、光の通過領域外(アーム551におけるアーム側遮光部5513の外側)の位置で、かつ、互いに離間した位置に、上記調整部5414,5415と同様の機能を有する2つの調整部5514,5515を有する。具体的に、調整部5514は、アーム551におけるX方向とは反対側の端部近傍に配置され、調整部5515は、X方向側の端部近傍に配置されている。なお、調整部5514,5515の構成は、遮光部552に対するアーム551の位置調整とともに、後に詳述する。
遮光部552は、ギア53の回動に伴って光の通過領域内に配置されて、当該光を遮蔽する。この遮光部552は、遮光部542と同様の構成を有し、図5に示すように、第1遮光部553及び第2遮光部554を有する。
第1遮光部553は、第1遮光部543と同様に略T字状に形成され、本体部5531と、当該本体部5531の両端から光入射側(Z方向とは反対側)に屈曲した後、X方向に沿って互いに離間する方向に延出する延出部5534,5536と、を有する。
本体部5531は、第2遮光部554側に突出した略円柱状の2つの突起5532を略中央に有する。この他、本体部5531は、図5では図示を省略するが、遮光羽根54側(照明光軸Ax側)の端部に、当該本体部5531の中心側に凹んだ略円弧状の凹部5533(図4参照)を有する。
X方向とは反対方向に延出する延出部5534は、その先端部近傍で、かつ、上記調整部5514に応じた位置にねじ孔である孔部5535を有する。また、X方向に延出する延出部5536は、その先端部近傍で、かつ、上記調整部5515に応じた位置にねじ孔である孔部5537を有する。これら孔部5535,5537に、対応する調整部5514,5515を挿通されたねじS3が螺合することで、第1遮光部553がアーム551に固定される。
第2遮光部554は、本体部5531に光入射側から熱融着される略矩形の板体であり、ギア53の回動に伴って光の通過領域に配置されて当該光を遮蔽する。
この第2遮光部554は、第2遮光部544と同様に、それぞれ突起5532が挿入される長孔5541及び孔5542を略中央に有する。
また、第2遮光部554は、本体部5531において凹部5533が形成された端部側に、当該端部から離間する方向に傾斜した傾斜部5543を有する。
[調光装置による遮光]
遮光羽根54,55が全閉状態にある場合には、図2〜図4に示したように、第1レンズアレイ321から出射された光の通過領域内に、アーム側遮光部5413,5513、本体部5431,5531及び第2遮光部544,554がそれぞれ配置され、これらは、当該光の中心軸(照明光軸Ax)にそれぞれ略直交する。これにより、当該光のほぼ全てが遮蔽されることとなり、上記液晶パネル353に入射される光量は最小値となる。
そして、ギア52,53が回動して、各遮光羽根54,55間の寸法(隙間)が大きくなる方向に、当該各遮光羽根54,55が移動した場合には、上記構成による遮光量が減り、通過光量が増加する。これにより、上記液晶パネル353に入射される光量が増加する。
図6は、遮光羽根54,55が全開状態(遮光量が最少となる状態であり、各遮光羽根54,55を最も離間させた状態)にある場合の調光装置5を光出射側から見た斜視図である。
ギア52,53が回動して、各遮光羽根54,55が全開状態となった場合には、図6に示すように、第1レンズアレイ321から出射された光の通過領域内に、当該各遮光羽根54,55が位置しなくなる。これにより、第1レンズアレイ321から出射された光のほぼ全てが第2レンズアレイ322に入射され、上記液晶パネル353に入射される光量は最大値となる。
ここで、遮光羽根54が全閉状態にある時に、アーム側遮光部5413の先端部(すなわち、照明光軸Ax側の端部)は、傾斜部5443及び第1遮光部543における同方向の端部より照明光軸Ax側とは反対側に位置しているものの、アーム側遮光部5413も上記光の通過領域内に位置する。アーム側遮光部5513も同様である。
このため、遮光羽根54,55が全閉状態にある場合には、遮光によって生じる熱を、遮光部542,552と、当該遮光部542,552に対して光入射側に位置するアーム541,551とで分散させることができる。従って、アーム側遮光部5413,5513をアーム541,551に設けたことにより、調光装置5の光路後段(Z方向)に位置する第2レンズアレイ322の温度が、遮光時の遮光羽根54,55の輻射熱により上昇することを抑制できる。
また、遮光部542,552は、第1遮光部543,553と、光入射側に位置する第2遮光部544,554とを有し、遮光羽根54,55の回動状態によっては、通過光は、第2遮光部544,554と本体部5431,5531とにより遮蔽される。これによれば、遮光によって生じる熱を、第1遮光部543,553と第2遮光部544,554とに分散させることができる。従って、遮光羽根54,55の劣化を抑制できる。
更に、遮光羽根54,55が全閉状態である時に互いに近接する第1遮光部543,553の端部(すなわち、照明光軸Ax側の端部)には、円弧状の凹部5433,5533が形成されている。これにより、遮光羽根54,55を光の通過領域内外に移動させる際に、通過する光(すなわち、液晶パネル353に重畳される光)の照度分布を均一に保つことができる他、なだらかな減光を実現できる。
加えて、各第2遮光部544,554が、上記傾斜部5443,5543を有することにより、遮光羽根54,55を光の通過領域内外に移動させる際に、通過光量が段階的に変化することを抑制できる。この他、色むらの発生を抑制でき、上記照度分布を均一に保ちやすくすることができる。
[調光装置の製造方法]
上記調光装置5は、以下に示す遮光部位置決め工程、アーム位置合わせ工程及び遮光羽根固定工程を経て組み立てられ、これにより上記調光装置5が製造される。
[遮光部位置決め工程]
遮光部位置決め工程では、図5に示したように、治具等の平面であるステージST上に、遮光部542,552を載置する。この際、各遮光部542,552は、第1遮光部543,553がステージST上に載置され、かつ、上記凹部5433,5533が形成された第1遮光部543,553の端部が互いに向き合うように配置する。
なお、図示を省略するが、ステージSTには、本体部5431,5531が嵌まり込む凹部が形成されている。この凹部には、第1遮光部543,553における上記照明光軸Ax側の端部(凹部5433,5533が形成された端部)間の寸法を設定値とする突条ST1が形成されている。このため、治具に設けられた第1押圧手段(図示省略)により、当該各端部が互いに近接する方向に各遮光部542,552が押圧されることで、当該端部間の寸法が設定値となる状態が維持される。なお、この設定値は、各遮光羽根54,55(特に遮光部542,552)の熱膨張を考慮した値となっており、熱膨張が生じた場合でも、全閉状態で各遮光部542,552が互いに当接しない値に設定されている。
[アーム位置合わせ工程]
図7は、アーム位置合わせ工程を説明する斜視図である。具体的に、図7は、各遮光部542,552と、ギア52,53にそれぞれ取り付けられたアーム541,551とを位置合わせした状態を光入射側から見た斜視図である。
アーム位置合わせ工程では、図7に示すように、上記ステージST上に配置された遮光部542,552に、対応するアーム541,551が重なるように配置する。この際、遮光部542の孔部5435,5437と、アーム541の調整部5414,5415との位置を合わせるとともに、遮光部552の孔部5535,5537と、アーム551の調整部5514,5515との位置を合わせる。
ここで、調整部5414,5415は、それぞれ、アーム541の長手方向(X方向)に直交する短手方向(遮光羽根54が全閉状態にある場合のY方向)に長径を有する長円形状の孔部によって構成されている。これら調整部5414,5415の長径及び短径は、対応する孔部5435,5437の内径より大きい。
これにより、アーム541と遮光部542とを固定する際には、孔部5435が調整部5414内に位置し、かつ、孔部5437が調整部5415内に位置する範囲で、遮光部542に対してアーム541を当該アーム541に沿って位置調整可能である。
同様に、調整部5514,5515は、それぞれ、アーム551の長手方向(X方向)に直交する短手方向(遮光羽根55が全閉状態にある場合のY方向)に長径を有する長円形状の孔部によって構成されている。これら調整部5514,5515の長径及び短径は、対応する孔部5535,5537の内径より大きい。
これにより、アーム551と遮光部552とを固定する際には、孔部5535が調整部5514内に位置し、かつ、孔部5537が調整部5515内に位置する範囲で、遮光部552に対してアーム551を当該アーム551に沿って位置調整可能である。
なお、治具には、図示を省略するが、上記ステージSTから突出し、枠体56の第1面部561及び第4面部564により挟まれる角部56Aに沿う略L字状の突出部が設けられている。また、当該治具には、ステージST上に載置された枠体56の第2面部562及び第3面部563により挟まれる角部56Bを、当該枠体56の中央に向かって押圧する第2押圧手段が設けられている。そして、突出部に角部56Aを当接させ、角部56Bを押圧手段により押圧する。すなわち、押圧手段により、角部56Bは、遮光部542,552に対してアーム541,551を配置する方向(Z方向)に直交する方向に沿って、枠体56の中央に向かって押圧される。これにより、遮光部542,552に対してアーム541,551を位置調整した状態が維持される。
更に、治具には、図示を省略するが、遮光部542に対して位置合わせされたアーム541をステージSTに向かって押圧する第3押圧手段と、遮光部552に対して位置合わせされたアーム551をステージSTに向かって押圧する第4押圧手段とが設けられている。これら第3押圧手段及び第4押圧手段により、アーム541,551及び遮光部542,552がステージSTに向かって押圧されることで、がたつくこと無く、これらの位置合わせ状態を維持できる。
[遮光羽根固定工程]
図8は、遮光羽根固定工程を示す斜視図である。
遮光羽根固定工程では、上記アーム位置合わせ工程にて位置合わせされた遮光部542とアーム541とをねじS3により固定して遮光羽根54を構成し、同様に位置合わせされた遮光部552とアーム551とをねじS4により固定して遮光羽根55を構成する。具体的に、調整部5414に挿通されたねじS3を孔部5435に螺合させ、調整部5415に挿通されたねじS3を孔部5437に螺合させることで、アーム541と遮光部542とが固定され、遮光羽根54が構成される。また、調整部5514に挿通されたねじS4を孔部5535に螺合させ、調整部5415に挿通されたねじS4を孔部5537に螺合させることで、アーム551と遮光部552とが固定され、遮光羽根55が構成される。すなわち、調整部5414,5415,5514,5515は、ねじS3,S4が挿通される挿通孔である。
このような遮光羽根固定工程により、遮光部542と遮光部552との間に上記設定値に応じた寸法の隙間が形成された状態で、当該遮光部542,552が、対応するアーム541,551に固定される。
なお、これらねじS3,S4は、当該ねじS3,S4が挿入される調整部5414,5415,5514,5515の内径より大きい頭部を有する。このため、ねじS3,S4の頭部が、当該調整部5414,5415,5514,5515内に嵌まり込むことがなく、アーム541、551と遮光部542,552とを確実に固定できる。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1によれば、以下の効果がある。
調整部5414,5415にて、アーム541と遮光部542との取付位置を調整でき、また、調整部5514,5515にて、アーム551と遮光部552との取付位置を調整できる。このため、それぞれ別体として構成されたアーム541,551及び遮光部542,552に部品寸法のばらつきが生じた場合でも、各遮光羽根54,55における適切な位置に遮光部542,552を位置させることができる。従って、通過する光の遮蔽を適切に実施できる。
調整部5414,5415は、アーム541において光が入射されない位置に配置されている。これによれば、光を遮蔽することで高温となりやすい部位から離れた位置に、調整部5414,5415を配置できる。従って、遮光によって生じる熱の影響を低減でき、調整部5414,5415の変形、ひいては、遮光部542及びアーム541に歪みが生じることを抑制できる。なお、遮光羽根54における調整部5414,5415の位置と同様に配置される調整部5514,5515によっても同様の効果が得られる。
アーム541が有する調整部5414,5415は、ねじS3が挿通される挿通孔であり、遮光部542は、当該調整部5414,5415に応じた位置に、ねじS3が螺合する孔部5435,5437を有する。そして、調整部5414,5415の内径は、対応する孔部5435,5437の内径より大きい。これによれば、調整部5414内に孔部5435が位置し、調整部5415内に孔部5437が位置する範囲内において、アーム541と遮光部542との取付位置を調整できる。従って、アーム541と遮光部542とを確実に固定でき、これらの取付位置の調整を容易に実施できる他、調整部5414,5415の構成を簡易な構成とすることができる。調整部5514,5515を有するアーム551、及び、孔部5535,5537を有する遮光部552によっても同様の効果が得られる。また、光を遮蔽する遮光部542,552は高温となるが、固定部材としてねじS3,S4が採用されているので、接着剤が採用される場合に比べ、アーム541,551と遮光部542,552とを確実に固定できる。
各遮光部542,552は、ギア52,53の回動に伴って移動される各遮光羽根54,55において適切な位置に配置されている必要がある。このため、上記製造方法では、調光装置5の製造時(組立時)には、各遮光部542,552を平面であるステージST上に配置した後、当該各遮光部542,552と重なるように、ギア52,53に固定された各アーム541,542を配置している。
ここで、ねじS3が挿通される調整部5414,5415がアーム541に設けられ、当該ねじS3が螺合する孔部5435,5437が、アーム541によって覆われる遮光部542に設けられている。これにより、ステージST上にそれぞれ配置されたアーム541と遮光部542とを、当該遮光部542に対してアーム541を配置する方向から容易に固定できる。従って、アーム541と遮光部542とを容易に固定できる。なお、当該アーム541及び遮光部542同様の構成を有するアーム551及び遮光部552においても同様の効果が得られる。
上記製造方法によれば、上記効果が得られる調光装置5を簡易に製造できる。
また、上記アーム位置合わせ工程では、第3押圧手段及び第4押圧手段により、アーム541,551及び遮光部542,552は、ステージSTに向かって押圧される。これによれば、これらの位置合わせ状態をがたつき無く維持できる。
上記アーム位置合わせ工程では、治具に設けられた突出部に角部56Aが当接された状態で、角部56Bは、遮光部542,552に対してアーム541,551を配置する方向に略直交する方向に第2押圧手段により押圧される。これによれば、アーム541,551と遮光部542,552との位置が調整された状態を維持できる。従って、アーム541,551と遮光部542,552との固定を一層容易に実施できる。
[変形例]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は、本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、遮光羽根54,55は、それぞれ、照明光軸Axに直交するX方向に沿う回動軸を中心として、各遮光羽根54,55における遮光部542,552の端部(凹部5433,5533が形成された端部)が互いに近接する方向及び離間する方向に回動されることで、各遮光羽根54,55が光の通過領域内外に移動される構成であった。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、各遮光羽根54,55が、照明光軸Axに直交するY方向に沿って移動されることで、各遮光羽根54,55が光の通過領域内外に移動される構成としてもよい。
また、モーター51及びギア52,53は、本発明の移動手段を構成するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、遮光羽根54,55を光の通過領域内外に移動できれば、移動手段の構成は問わない。
前記実施形態では、調光装置5は、アーム541及び遮光部542がそれぞれ別体である遮光羽根54と、アーム551及び遮光部552がそれぞれ別体である遮光羽根55とを備える構成であった。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、遮光羽根54,55のうち、一方の遮光羽根においては、アームと遮光部とが一体、或いは、予め固定された構成であってもよい。この場合、上記一方の遮光羽根を構成する遮光部に対して他方の遮光部を位置合わせし、当該他方の遮光部に対して他方のアームを位置合わせした後、これら他方のアーム及び遮光部を固定する。この場合でも、上記調光装置5と同様の効果が得られる。また、遮光羽根の数も2枚に限らず、適宜変更可能である。
前記実施形態では、アーム541が調整部5414,5415を有する構成としたが、本発明はこれに限らない。すなわち、遮光部542が調整部を有する構成としてもよい。この場合、上記ステージST上に配置された遮光部542及びアーム541を、当該ステージST側から調整部に挿入されるねじS3で固定してもよい。遮光羽根55においても同様である。また、ねじ以外の構成により、アームと遮光部とを固定してもよい。
前記実施形態では、調整部5414,5415を長円形状の長孔として構成したが、本発明はこれに限らない。すなわち、対応する孔部より大きな内径を有するのであれば、調整部は、真円形状、楕円形状及び多角形状等、他の形状を有する孔であってもよい。調整部5514,5515においても同様である。これらの場合でも、当該孔の内径より大きな頭部を有するねじを採用すればよい。
更に、アームと遮光部とを位置合わせした後に固定できる構成であれば、取付位置を調整可能な調整部の構成は、他の構成でもよく、調整部の数も適宜変更可能である。
図9は、上記調光装置5の変形である調光装置5Aを光入射側(Z方向とは反対側)から見た斜視図である。
前記実施形態では、アーム541,551は、ギア52,53の回動に伴って当該アーム541,551が回動されて、光の通過領域内に配置されるアーム側遮光部5413,5513をそれぞれ有するとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。
例えば、図9に示す調光装置5Aは、アーム541,551に代えてアーム541A,551Aを有する他は、前述の調光装置5と同様の構成及び機能を有する。これらアーム541A,551Aは、アーム541,551とそれぞれほぼ同じ構成及び機能を有するが、上記アーム側遮光部5413,5513は設けられていない。このようなアーム541A,551Aを有する調光装置5Aでも、前述の調光装置5と同様の効果を奏することができる。
前記実施形態では、遮光羽根54,55は、調光装置5を通過する光(前記実施形態では、第1レンズアレイ321から出射されて第2レンズアレイ322に入射される光)の中心軸を中心として対称配置されていた。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、遮光羽根54,55は、当該中心軸を中心に互いに対向して配置されていればよく、更には、当該中心軸を挟んでそれぞれ配置されていればよい。
前記実施形態では、プロジェクター1は、3つの液晶パネル353(353R,353G,353B)を備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、2つ以下、あるいは、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
また、前記実施形態では、光学ユニット3は平面視略L字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略U字形状を有した構成を採用してもよい。
前記実施形態では、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネル353を用いていたが、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
前記実施形態では、画像の投射方向と、当該画像の観察方向とが略同じであるフロントタイプのプロジェクターを例示したが、本発明はこれに限らない。例えば、投射方向と観察方向とがそれぞれ反対方向となるリアタイプのプロジェクターにも適用できる。
前記実施形態では、調光装置5をプロジェクター1に採用した例を挙げたが、本発明はこれに限らない。すなわち、本発明の調光装置は、照明装置等の電子機器にも採用可能である。
1…プロジェクター、5,5A…調光装置、31…光源装置、36…投射光学装置、51…モーター(移動手段)、52,53…ギア(移動手段)、54,55…遮光羽根(第1遮光羽根及び第2遮光羽根)、353(353R,353G,353B)…液晶パネル(光変調装置)、541,551,541A,551A…アーム、542,552…遮光部、5414,5415,5514,5515…調整部(挿通孔)、5431,5531…本体部、5434,5436,5534,5536…延出部、5435,5437,5535,5537…孔部、S3,S4…ねじ(固定部材)。

Claims (8)

  1. 通過する光の中心軸を挟んでそれぞれ配置される第1遮光羽根及び第2遮光羽根と、
    前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根の各端部が互いに近接及び離間する方向に前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根を移動させる移動手段と、を備え、
    前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根は、
    前記移動手段と係合して、前記移動手段により移動されるアームと、
    前記アームに設けられ、前記アームとともに移動して前記光の通過領域内に配置される遮光部と、を有し、
    前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根の少なくともいずれかは、それぞれ別体として構成された前記アームと前記遮光部との取付位置を調整可能な調整部を有することを特徴とする調光装置。
  2. 請求項1に記載の調光装置において、
    前記遮光部は、
    前記通過領域内に配置される本体部と、
    前記本体部から延出する延出部と、を有し、
    前記調整部は、前記アームにおいて前記延出部に応じた位置及び前記延出部のいずれかに配置されていることを特徴とする調光装置。
  3. 請求項2に記載の調光装置において、
    前記アーム及び前記遮光部の一方は、前記アームと前記遮光部とを固定する固定部材が固定される孔部を有し、
    前記アーム及び前記遮光部の他方は、前記調整部として、前記孔部より内径が大きく形成されて前記固定部材が挿通される挿通孔を有することを特徴とする調光装置。
  4. 請求項3に記載の調光装置において、
    前記アームは、前記調整部を有し、
    前記遮光部は、前記孔部を有することを特徴とする調光装置。
  5. 光源装置と、
    前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
    変調された前記光を投射する投射光学装置と、
    前記光源装置から前記光変調装置に入射される前記光の光路上に配置される、請求項1から請求項4のいずれかに記載の調光装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
  6. 通過する光の中心軸を挟んでそれぞれ配置される第1遮光羽根及び第2遮光羽根と、前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根の各端部が互いに近接及び離間する方向に前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根を移動させる移動手段と、を備える調光装置の製造方法であって、
    前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根は、
    前記移動手段と係合して、前記移動手段により移動されるアームと、
    前記アームに設けられ、前記アームとともに移動して前記光の通過領域内に配置される遮光部と、を有し、
    前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根の少なくともいずれかは、
    前記アームと前記遮光部とを固定する固定部材が固定される孔部を有する前記遮光部と、
    前記孔部に応じた位置に前記孔部より内径が大きく形成されて前記固定部材が挿通される挿通孔を有する前記アームと、をそれぞれ別体として有し、
    当該製造方法では、
    前記アームとは別体として構成された前記遮光部を平面上に配置し、
    前記第1遮光羽根及び前記第2遮光羽根がそれぞれ有する前記遮光部の相対位置を調整した状態で、前記平面上に配置された前記遮光部に対して前記移動手段と係合した前記アームを重ねて、前記遮光部に対して前記アームを位置決めし、
    前記相対位置が維持された状態で、前記挿通孔に挿通された前記固定部材を前記孔部に固定して、前記遮光部と前記アームとを固定することを特徴とする調光装置の製造方法。
  7. 請求項6に記載の調光装置の製造方法において、
    前記遮光部と前記アームとを位置決めした後で、前記遮光部と前記アームとを固定する前に、前記遮光部及び前記アームを前記平面に向かって押圧することを特徴とする調光装置の製造方法。
  8. 請求項6又は請求項7に記載の調光装置の製造方法において、
    前記調光装置は、前記移動手段が取り付けられる枠体を備え、
    当該製造方法では、
    前記遮光部に対して前記アームを位置決めする際に、前記遮光部に対して前記アームを配置する方向に略直交する方向に前記枠体を押圧して、前記遮光部と前記アームとを位置決めすることを特徴とする調光装置の製造方法。
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