JPH09160142A

JPH09160142A - 投射型表示装置用シャッター

Info

Publication number: JPH09160142A
Application number: JP7346825A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kikuchi; 伸幸菊池; Yoshiro Oikawa; 義朗及川; Tetsuo Hattori; 徹夫服部
Original assignee: Tochigi Nikon Corp; Nikon Corp
Current assignee: Tochigi Nikon Corp; Nikon Corp
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1997-06-20
Also published as: US5690407A

Abstract

(57)【要約】【目的】投射型表示装置に搭載することにより各色光
を他の色光から完全に独立して単独で投射することがで
き、投射する色光の切り換えにさほど時間を要さず、し
かも、狭い箇所に取り付けることができるシャッターを
提供する。【構成】シャッターは、中心軸周りに回転自在の円柱
状の巻き取り部材１と、一端部が巻き取り部材１の外周
面に固定され、巻き取り部材１の外周面に巻き付き状態
に変形自在であるとともに平板状態に復帰するばね力を
有する遮光薄板部材２と、遮光薄板部材２を案内するガ
イド部材５，６，１０，１１とを備える。巻き取り部材
１の正転させると、遮光薄板部材２が巻き取り部材１に
巻き取られて所望の遮光位置から退出する。巻き取り部
材１を逆転させると、遮光薄板部材２が巻き取り部材１
から巻き戻されて平板状態となって遮光位置に進出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型表示装置の
内部を走る光の遮断及び開放を行うためのシャッターに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の投射型表示装置の一例について、
図４を参照して説明する。図４は、従来の投射型表示装
置の概略構成を示す斜視図である。

【０００３】この従来の投射型表示装置では、図示しな
い光源から出射された白色光源光が、図示しない平行光
整形光学系を経て略平行光となってクロスダイクロイッ
クミラー１１１に入射され、該クロスダイクロイックミ
ラー１１１にてＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の
三色光に分離される。

【０００４】Ｂ光反射用ダイクロイックミラー１１１Ｂ
にて反射された青色光は、ミラー１１２Ｂにて真下に光
路を変え、偏光ビームスプリッタ１１５に入射する。該
偏光ビームスプリッタ１１５Ｂに入射したＢ光の内のＳ
偏光光は、偏光ビームスプリッタ１１５Ｂの偏光分離部
にて反射されて廃棄される。一方、偏光ビームスプリッ
タ１１５Ｂの偏光分離部を透過したＰ偏光光は、偏光ビ
ームスプリッタ１１５Ｂの真下に配置されるとともに偏
光ビームスプリッタ１１５Ｂに対し９０゜の角度で配置
された偏光ビームスプリッタ１１４Ｂに入射される。こ
のように９０゜ずらして配置されているので、偏光ビー
ムスプリッタ１１５Ｂを透過してきたＰ偏光光は、Ｓ偏
光光として偏光ビームスプリッタ１１４Ｂに入射するこ
ととなる。そして、偏光ビームスプリッタ１１４Ｂは、
Ｓ偏光光を反射して空間光変調素子１１３Ｇに読み出し
光として入射させる。

【０００５】また、ダイクロイックミラー１１１Ｒにて
分離されたＲ光は、Ｂ光と同様に、ミラー１１２Ｒを経
て偏光ビームスプリッタ１１５Ｒにて偏光分離を受け、
該偏光ビームスプリッタ１１５Ｒを透過したＰ偏光光
が、Ｓ偏光光として偏光ビームスプリッタ１１４Ｒに入
射され、偏光ビームスプリッタ１１４Ｒにて反射された
Ｓ偏光光がＲ光用の空間光変調素子１１３Ｒに読み出し
光として入射される。

【０００６】さらに、クロスダイクロイックミラー１１
１を透過したＧ光も、Ｂ光及びＲ光と同様に、ミラー１
１２Ｇを経て偏光ビームスプリッタ１１５Ｇにて偏光分
離を受け、該偏光ビームスプリッタ１１５を透過したＰ
偏光光が、Ｓ偏光光として偏光ビームスプリッタ１１４
Ｇに入射され、偏光ビームスプリッタ１１４Ｇにて反射
されたＳ偏光光がＧ光用空間光変調素子１１３Ｇに読み
出し光として入射される。

【０００７】前記空間光変調素子１１３Ｂ、１１３Ｒ、
１１３Ｇは、例えば、図５に示す断面構造を有する素子
である。図５において、書き込み光側から透明なガラス
基板２０１、透明導電体膜２０２、水素化非晶質シリコ
ンからなる光導電体層２０３、ＣｄＴｅ膜からなる遮光
層２０４、誘電体多層膜からなる誘電体反射ミラー層２
０５、液晶配向膜２０６、液晶層からなる光変調層２０
７、液晶配向層２０８、透明導電体膜２０９、透明ガラ
ス基板２１０である。各空間光変調素子１１３Ｂ、１１
３Ｒ、１１３Ｇとも各色用の図示しない書き込み光源か
らの書き込み光にて、入射した読み出し光が変調作用を
受け、書き込み光に対応してＰ偏光光となって出射され
る。各色用空間光変調素子１１３Ｂ、１１３Ｒ、１１３
Ｇからの出射光は、再度偏光ビームスプリッタ１１４
Ｂ、１１４Ｒ、１１４Ｇに入射し、Ｐ偏光光のみ偏光ビ
ームスプリッタ１１４Ｂ、１１４Ｒ、１１４Ｇを透過
し、Ｂ光とＲ光はミラー１１６Ｂ、１１６Ｒにて反射さ
れて三色合成用ダイクロイックプリズム１１７に入射さ
れ、該プリズム１１７にて三色合成されてプリズム１１
７を出射し、投射レンズ１１８にて図示しないスクリー
ン上に投射される。

【０００８】このような投射型表示装置の場合、組立調
整中及び組立後に、Ｒ、Ｇ、Ｂ光を単独でスクリーン上
に投射して、各色ごとの投射光の色むら等を観測する必
要がある。このため、前記従来の投射型表示装置では、
例えばＢ光のみ投射したい場合には、Ｒ光用及びＧ光用
の空間光変調素子に書き込み光を入射させなず、これに
よりＲ光及びＧ光を三色合成用ダイクロイックプリズム
１１７に入射させないで、その結果Ｂ光のみをスクリー
ン上に投射するという方法を採用していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の投
射型表示装置において採用されていたＲ、Ｇ、Ｂ光を単
独で投射する方法においては、次のような問題があっ
た。前記空間光変調素子１１３Ｂ、１１３Ｒ、１１３Ｇ
は書き込み光の有無により読み出し光をＳ偏光からＰ偏
光に変調させる機能を有するが、Ｓ偏光から完全なＰ偏
光に変換されるわけでなく、空間光変調素子１１３Ｂ、
１１３Ｒ、１１３Ｇからの出射光は、液晶層からなる光
変調層２０７の層厚のむら等のため、直線偏光と言うよ
り楕円偏光と言った方がよい偏光光になる。そのため、
空間光変調素子１１３Ｂ、１１３Ｒ、１１３Ｇから完全
なＳ偏光、Ｐ偏光を出射させることはできず、完全な黒
状態すなわち投射光がゼロ状態を実現することはできな
かった。つまり、書き込み光をなくしても、読み出し光
は完全なＳ偏光のままで出射されるわけでなく一部Ｐ偏
光が混在して出射され、そのため、出射されたＰ偏光成
分は、検光子として作用する偏光ビームスプリッタ１１
４Ｂ、１１４Ｒ、１１４Ｇを通り抜けてスクリーン上に
投射されてしまう。さらに、偏光ビームスプリッタ１１
４Ｂ、１１４Ｒ、１１４Ｇが理想的な偏光分離特性を有
しているわけではなく所定の偏光分離特性を有している
ことからも、完全な黒状態を実現することはできない。
そのため、各色単色光のみを投射することによる単色光
検査は、実際には他色が混在していることになることか
ら、不完全なものになっていた。

【００１０】そこで、投射型表示装置においてＲ、Ｇ、
Ｂ光を単独で投射する別の方法して、各色用の読み出し
光を発する光源を各色に対応して３つ設け、これらの光
源のうちの２つの光源を消灯させることが考えられる。
しかし、この場合、光源を一旦消灯させてしまうと、再
点灯に時間がかかる上、点灯後光源の光度が安定するに
更に多大な時間を要することになり、この方法は実際上
採用できない。

【００１１】そこで、各色の光路を遮断するシャッター
を各色光の光路中に配置すれば、各色光を他の色光から
完全に独立して単独で投射することができるとともに、
投射する色光の切り換え時間を短縮させることができる
と考えられる。

【００１２】しかし、前述した従来例に示すような投射
型表示装置では、通常は極力小型化を図るため、内部の
光路を遮断するためのスペースが非常に少ない。さら
に、投射型表示装置自体は全体にケーシングされるた
め、ケースを開けて内部を露出させマニュアルでシャッ
ター部材を配置することは、スペースの点、所要の時間
の点で実際上極めて困難である。

【００１３】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、投射型表示装置に搭載することにより各色光を他の
色光から完全に独立して単独で投射することができ、投
射する色光の切り換えにさほど時間を要さず、しかも、
狭い箇所に取り付けることができる投射型表示装置用シ
ャッターを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様による投射型表示装置用シャッ
ターは、中心軸周りに回転自在の円柱又は円筒状の巻き
取り部材と、一端部が前記巻き取り部材の外周面に固定
され、前記巻き取り部材の外周面に巻き付き状態に変形
自在であるとともに平板状態に復帰するばね力を有する
遮光薄板部材と、を備え、前記巻き取り部材の正転時に
前記遮光薄板部材が前記巻き取り部材に巻き取られて所
望の遮光位置から退出することにより光を解放状態にす
るとともに、前記巻き取り部材の逆転時に前記遮光薄板
部材が前記巻き取り部材から巻き戻されて平板状態とな
って前記遮光位置に進出することにより光を遮断状態に
するものである。

【００１５】本発明の第２の態様による投射型表示装置
用シャッターは、前記第１の態様による投射型表示装置
用シャッターにおいて、前記巻き取り部材の外周長が、
前記解放状態と前記遮断状態との間の前記遮光薄板部材
の移動ストロークより長いものである。

【００１６】本発明の第３の態様による投射型表示装置
用シャッターは、前記第１又は第２の態様による投射型
表示装置用シャッターにおいて、前記遮光薄板部材が、
前記巻き取り部材の前記中心軸周りの所定角度位置を基
準として前記所定角度位置に対する前記正転側において
は前記巻き取り部材の外周面に実質的に沿うとともに、
前記所定角度位置に対して前記逆転側においては所定平
面に実質的に沿うように、前記遮光薄板部材を案内する
ガイド手段を備えたものである。

【００１７】本発明の第４の態様による投射型表示装置
用シャッターは、前記第３の態様による投射型表示装置
用シャッターにおいて、前記ガイド手段は、前記所定角
度位置に対する前記逆転側において、前記遮光薄板部材
の移動方向に対する前記遮光薄板部材の両側部分を案内
する第１のガイド部材を有するものである。

【００１８】本発明の第５の態様による投射型表示装置
用シャッターは、前記第３又は第４の態様による投射型
表示装置用シャッターにおいて、前記ガイド手段は、少
なくとも前記所定角度位置付近における前記所定角度位
置に対する正転及び逆転の両側において、前記遮光薄板
部材における前記中心軸の方向の中間部分を案内する第
２のガイド部材を有するものである。

【００１９】本発明の第６の態様による投射型表示装置
用シャッターは、前記第５の態様による投射型表示装置
用シャッターにおいて、前記第２のガイド部材の部分で
あって、前記遮光薄板部材における前記所定角度位置に
対する正転側部分を案内する部分は、前記巻き取り部材
の外周面に倣う形状を有し、前記巻き取り部材の外周面
と近接して配置されたものである。

【００２０】前記第１乃至第６の態様によるシャッター
によれば、巻き取り部材の外周面に巻き付き状態に変形
自在であるとともに平板状態に復帰するばね力を有する
という遮光薄板部材の特性が巧みに利用され、巻き取り
部材を正転させて遮光薄板部材を巻き取ることにより遮
光薄板部材が遮光位置から退出して光が解放状態にされ
るとともに、巻き取り部材を逆転させて遮光薄板部材を
巻き戻すことにより遮光薄板部材が遮光位置に平板状態
となって進出して光が遮断状態にされる。このように光
路に進出するものが平板状態となった遮光薄板部材であ
るため、前記第１乃至第６の態様によるシャッターは、
光路中の遮断位置スペースが狭い箇所においても取り付
けることができる。また、遮光薄板部材は、遮光位置か
らの退出時には巻き取り部材により巻き取られるもので
あるため、平板状態のままスライドして遮光位置から退
出するような場合に比べて、前記第１乃至第６の態様に
よるシャッターの占有空間は少なくてすみ、取り付けス
ペースの少ない箇所においても取り付けることができ
る。そして、遮光薄板部材が平板状になって遮光位置に
進出することにより光が遮断されるので、多量の光束を
完全に遮断することができる。

【００２１】前記第１乃至第６の態様によるシャッター
は使用に際して３つ用意され、各シャッターが遮光薄板
部材の進出時に投射型表示装置における各色光を遮断す
る位置に配置される。これにより、３つの色光をそれぞ
れ３つの空間光変調素子に入射させ、該３つの空間光変
調素子により変調された各色の変調光を色合成手段で色
合成して投射し、あるいは、前記各色の変調光をスクリ
ーン上で合成されるようにそれぞれ投射する投射型表示
装置において、前記第１乃至第６の態様による３つのシ
ャッターを備え、各シャッターが遮光薄板部材の進出時
に投射型表示装置における各色光を遮断する位置に配置
された投射型表示装置が、提供される。このような前記
第１乃至第６の態様によるシャッターを備えた投射型表
示装置では、いずれか１つのシャッターを光の解放状態
とし、残りの２つのシャッターを光の遮断状態とするこ
とにより、３つの色光を他の色光から完全に独立して単
独でスクリーン上に投射して、各色ごとの投射光の色む
ら等を観測することができる。このとき、光源は点灯さ
せ続ければよいので、色光の切り換え時間は遮光薄板部
材の進出又は退出時間（すなわち、巻き取り部材の巻き
取り又は巻き戻し時間）に依存するのみであり、この時
間は例えば１０秒程度にすることができ、光源の再点灯
及びその後の光度安定化の時間に比べて非常に短い。も
っとも、巻き取り部材の回転を利用して光の遮断及び解
放を行うので、カメラシャッターのように高速度にて光
の遮断及び解放を行うことができるわけではないが、前
記シャッターは投射型表示装置の組立調整中などに使用
されるものであるため、例えば１０秒程度で光の遮断及
び解放を行うことができれば十分である。

【００２２】ところで、前記第１乃至第６の態様による
シャッターでは、巻き取り部材を回転させることにより
光の遮断及び解放を行うことができるので、小型モータ
等のアクチュエータにより巻き取り部材を回転させるこ
とができる。この場合、投射型表示装置のケース外部か
ら手動操作により巻き取り部材を回転させるための複雑
な機構を要することなく、前記アクチュエータに外部か
ら信号を与えることにより光の遮断及び解放を行うこと
ができ、好ましい。

【００２３】前記第１の態様では巻き取り部材が遮光薄
板部材を２重以上に巻き取るようにしてもよいが、前記
第２の態様のように、巻き取り部材の外周長を、前記解
放状態と前記遮断状態との間の前記遮光薄板部材の移動
ストロークより長くしておけば、巻き取り部材が遮光薄
板部材を１重だけ巻き取ることになり、遮光薄板部材の
巻き取り及び巻き戻しを一層安定して行うことができ、
好ましい。

【００２４】また、前記第３の態様のように、ガイド手
段により遮光薄板部材を案内させると、遮光薄板部材の
巻き取り及び巻き戻しを安定して行うことができるの
で、好ましい。このガイド手段の具体的な構成は特に限
定されるものではないが、ガイド手段として、例えば、
前記第４の態様のような第１のガイド部材や前記第５の
態様のような第２のガイド部材を用いることができる。
また、前記第６の態様は第２のガイド部材の更に具体的
な例である。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による投射
型表示装置用シャッターについて、図１及び図２を参照
して説明する。

【００２６】図１は本実施の形態によるシャッターの構
造を示す図であり、図１（ａ）はその光の遮断状態を示
す斜視図、図１（ｂ）はその光の解放状態を示す要部斜
視図である。なお、図１（ｂ）においては、基体３を省
略して示している。また、図２は図１中の所定の要素を
示す図であり、図２（ａ）は図１（ａ）中のＩ−Ｉ線断
面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に対応する断面図であっ
て第１のガイド部材５，６の他の例を示す断面図、図２
（ｃ）は第２のガイド部材１０，１１を示す斜視図であ
る。

【００２７】本実施の形態によるシャッターは、図１に
示すように、中心軸周りに回転自在の巻き取り部材１
と、一端部が巻き取り部材１の外周面に固定され、巻き
取り部材１の外周面に巻き付き状態に変形自在であると
ともに平板状態に復帰するばね力を有する遮光薄板部材
２とを備え、巻き取り部材１の正転時に図１（ｂ）に示
すように遮光薄板部材２が巻き取り部材１に巻き取られ
て所望の遮光位置から退出することにより光を解放状態
（通過状態）にするとともに、巻き取り部材１の逆転時
に図１（ａ）に示すように遮光薄板部材２が巻き取り部
材１から巻き戻されて平板状態となって遮光位置に進出
することにより光を遮断状態にするようになっている。

【００２８】本実施の形態では、巻き取り部材１とし
て、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる円柱状
の金属柱部材が用いられている。もっとも、巻き取り部
材１の材質は特に限定されるものではないし、巻き取り
部材１の形状も例えば円筒状であってもよい。巻き取り
部材１は、断面コ字状（他の形状でもよい）の基体３の
両側の起立部３ａ，３ｂに回転自在に取り付けられてい
る。

【００２９】また、遮光薄板部材２として、平板状態で
長方形状となる厚み０．１ｍｍのチタン薄板からなる金
属薄板部材が用いられている。もっとも、遮光薄板部材
２として、例えば、ステンレス薄板（ＳＵＳ３０４冷間
圧延材）や銅合金板（ベリリウム銅薄板、りん青銅薄
板）などの金属薄板部材や、その他の材料からなる薄板
部材を用いることもできるし、その厚みも０．１ｍｍに
限定されるものではない。本実施の形態では、遮光薄板
部材２の一端部がねじ４により巻き取り部材１の外周面
に固定されているが、その固定方法もねじ止めに限定さ
れるものではない。なお、遮光薄板部材２として、金属
材料を用いる場合には、熱処理によるなまし材は使用し
ない方が好ましい。金属材料はなましを行うと確かに柔
らかくはなるが適当な弾性がなくなってしまうため、こ
れを遮光薄板部材２として用いると、排出時になめらか
な排出が困難になる上に、排出部の平面度の確保が困難
になるからである。

【００３０】また、本実施の形態によるシャッターは、
図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、巻き取り部材
１の中心軸周りの所定角度位置（本例では直上の角度位
置）を基準として該所定角度位置に対する逆転側（巻き
戻し側、遮光薄板部材２の進出側）において、遮光薄板
部材２の移動方向に対する遮光薄板部材２の両側部分を
案内する第１のガイド部材５，６を備えている。遮光薄
板部材２は、主として第１のガイド部材５，６によっ
て、前記所定角度位置に対する逆転側において所定平面
に実質的に沿うように案内される。すなわち、本実施の
形態では、第１のガイド部材５，６は、ステンレス材か
らなる断面逆Ｌ字状の棒状の部材（図２（ａ））が用い
られ、遮光薄板部材２の上部及び側部を案内するように
なっている。もっとも、第１のガイド部材５，６の材質
はステンレス材に限定されるものではないし、また、遮
光薄板部材２の断面形状は、例えば、図２（ｂ）に示す
ようにコ字状であってもよい。なお、第１のガイド部材
５，６は、ねじ７により基体３の両側の起立部３ａ，３
ｂの上部に固定されている。また、第１のガイド部材
５，６の先端部間には、補強のための梁８がねじ９によ
り固定されている。

【００３１】さらに、本実施の形態によるシャッター
は、少なくとも前記所定角度位置付近における前記所定
角度位置に対する正転（巻き取り側、遮光薄板部材２の
退出側）及び逆転（巻き戻し側、遮光薄板部材２の進出
側）の両側において、遮光薄板部材２における中心軸の
方向の中間部分を案内する第２のガイド部材８，９を備
えている。第２のガイド部材１０，１１は、ステンレス
材からなり、図２（ｃ）に示すように、起立片１２と水
平片１３とから構成されている。図面には表れていない
が、水平片１３が基体３の水平部３ｃに固定されてい
る。起立片１２には、遮光薄板部材２における前記所定
角度位置に対する正転側部分を案内する部分としての、
巻き取り部材１の外周面に倣う形状（円弧形状）を有す
る円弧部１２ａが形成されるとともに、遮光薄板部材２
における前記所定角度位置に対する逆転側部分を案内す
る部分としての、直線部１２ｂが形成されている。円弧
部１２ａと直線部１２ｂとは、前記所定角度位置を境に
して連続している。本実施の形態では、円弧部１２ａ
は、巻き取り部材１に遮光薄板部材２が一重巻き付いた
ときの外径に応じて形成されており、該円弧部１２ａが
巻き取り部材１の外周面との間にほぼ遮光薄板部材２の
厚みに相当する間隔をあけて沿うように近接されてい
る。本実施の形態では円弧部１２ａが１８０゜分形成さ
れているが、前記所定角度位置付近の部分にのみ形成し
てもよい。円弧部１２ａは、遮光薄板部材２が有するば
ね力に抗して遮光薄板部材２が巻き取り部材１の外周面
に巻き取られることを担保する。第１のガイド部材５，
６に接する遮光薄板部材２の両側部分が少ない場合は遮
光薄板部材２が有する弾性により遮光薄板部材２が変形
し易くなるが、直線部１２ｂはその変形を抑制し、遮光
薄板部材２における前記所定角度位置に対する正転側部
分を所定平面に沿うように案内する作用を担う。また、
直線部１２ｂは、遮光薄板部材２の巻き取り時に遮光薄
板部材２を円弧部１２ａにスムーズに案内する作用も担
う。直線部１２ｂは、遮光位置まで延びないように第１
のガイド部材５，６より短く構成されている。

【００３２】なお、第２のガイド部材１０，１１の材質
も限定されるものではなく、例えば、遮光薄板部材２と
の間で摩擦の低減が期待できるテフロン等を用いても良
い。その場合には、加工の容易性から、図２（ｃ）に示
すような厚みの薄い形状ではなくもっと厚み（巻き取り
部材１の中心軸方向の幅）の厚いブロック形状としたも
のを用いることができる。このように、第２のガイド部
材の厚み（幅）を広くすれば、基体３の水平部３ｃと接
触する面積を確保できるので水平片１３を得るための折
り曲げ等の加工が不要となるし、第２のガイド部材の個
数も１個にすることもできる。

【００３３】本実施の形態では、前述した第１及び第２
のガイド部材５，６，１０，１１は、巻き取り部材１の
中心軸周りの前記所定角度位置を基準として前記所定角
度位置に対する正転側においては巻き取り部材１の外周
面に実質的に沿うとともに、前記所定角度位置に対して
前記逆転側においては所定平面に実質的に沿うように、
遮光薄板部材２を案内するガイド手段を構成している。
もっとも、本発明では、このようなガイド手段として他
の構成を採用してもよい。

【００３４】ところで、図１（ａ）は遮光薄板部材２が
最も巻き戻され巻き取り部材１から最も排出されたとき
の様子を示し、図１（ｂ）は遮光薄板部材２が最も巻き
取られたときの様子を示している。これらの図からわか
るように、巻き取り部材１の外周長（円周）は、光の解
放状態（図１（ｂ））と光の遮断状態（図１（ａ））と
の間の遮光薄板部材２の移動ストロークより長くされて
おり、これにより、巻き取り部材１が遮光薄板部材２を
１重だけ巻き取ることになる。このように、巻き取り部
材１が遮光薄板部材２を１重だけ巻き取るようにしてお
けば、前述したように、第２のガイド部材１０，１１の
円弧部１２ａと巻き取り部材１の外周面との間の間隔を
ほぼ遮光薄板部材２の厚みに相当する間隔にして、その
間隔を狭めておくことができるので、遮光薄板部材２を
巻き取り部材１に２重以上に巻き取ることとしてその間
隔を広げた場合に比べて、円弧部１２ａによる遮光薄板
部材２のガイドがスムーズになり、遮光薄板部材の巻き
取り及び巻き戻しを一層安定して行うことができ、好ま
しい。また、巻き取り部材１の外周長があまりに小さい
と、遮光薄板部材２には弾性が存在するため、第１及び
第２のガイド部材５，６，１０，１１が存在するとは言
え、巻き取り部材２の外周面に沿った遮光薄板部材２の
巻き取り及び巻き戻し（排出）が困難になる。この点か
らも、巻き取り部材１の外周長（円周）は遮光薄板部材
２の移動ストロークより長く設定しておくことが好まし
い。もっとも、本発明では、遮光薄板部材２を巻き取り
部材１に２重以上に巻き取るようにしてもよい。

【００３５】さらにまた、本実施の形態によるシャッタ
ーは、巻き取り部材１を回転させるアクチュエータとし
て小型モータ１４を備えている。該モータ１４は、図面
には表れていないが、基体２の水平部３ｃに取り付けら
れている。巻き取り部材１の中心軸に固定された歯車１
５とモータ１４の駆動軸に固定された歯車１６とが、噛
み合わされている。モータ１４としては、エンコーダ等
の位置検出器を必要とせずに簡単に位置決め制御を行う
ことができるステッピングモータを用いることが好まし
い。このように巻き取り部材１を回転させるアクチュエ
ータを用いると、投射型表示装置のケース外部から手動
操作により巻き取り部材１を回転させるための複雑な機
構を要することなく、前記アクチュエータに外部から信
号を与えることにより光の遮断及び解放を行うことがで
き、好ましい。もっとも、本発明では、アクチュエータ
を用いずに、手動操作により巻き取り部材１を回転でき
るように構成してもよい。

【００３６】本実施の形態によるシャッターによれば、
モータ１４に信号を与えて巻き取り部材１を所定の回転
位置まで正転させると、図１（ｂ）に示すように、遮光
薄板部材２が第１及び第２のガイド部材５，６，１０，
１１により案内されて巻き取り部材１に巻き取られ、遮
光薄板部材２が遮光位置から退出して光が解放状態にさ
れる。また、モータ１４に信号を与えて巻き取り部材１
を所定の回転位置まで逆転させると、図１（ａ）に示す
ように、遮光薄板部材２が第１及び第２のガイド部材
５，６，１０，１１により案内されて巻き取り部材１か
ら巻き戻され、遮光薄板部材２が遮光位置に進出して光
が遮断状態にされる。このように光路に進出するものが
平板状態となった遮光薄板部材２であるため、本実施の
形態によるシャッターは、光路中の遮断位置スペースが
狭い箇所においても取り付けることができる。また、遮
光薄板部材２は、遮光位置からの退出時には巻き取り部
材１により巻き取られるものであるため、平板状態のま
まスライドして遮光位置から退出するような場合に比べ
て、本実施の形態によるシャッターの占有空間は少なく
てすみ、取り付けスペースの少ない箇所においても取り
付けることができる。そして、遮光薄板部材２が平板状
になって遮光位置に進出することにより光が遮断される
ので、多量の光束を完全に遮断することができる。

【００３７】本実施の形態によるシャッターは使用に際
して３つ用意され、各シャッターが遮光薄板部材の進出
時に投射型表示装置における各色光を遮断する位置に配
置される。

【００３８】本実施の形態による３つシャッター１２０
Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂを配置した投射型表示装置の一
例を、図３に示す。図３に示す投射型表示装置は、シャ
ッター１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂが配置されている
点を除いて前述した図４に示す投射型表示装置と同一で
あるので、図３において、図４中の構成要素と同一構成
部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００３９】この例では、図３に示すように、シャッタ
ー１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂは、クロスダイクロイ
ックミラー１１１により分離された各色光Ｒ、Ｇ、Ｂが
ミラー１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂに入射する直前
に、それぞれ配置されている。すなわち、シャッター１
２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂは、遮光薄板部材２がミラ
ー１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｇの上部から進出して各
色光Ｒ、Ｇ、Ｂの光軸を垂直に遮断するように、配置さ
れている。クロスダイクロイックミラー１１１とミラー
１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂとの間にはスペースはあ
まり存在しないが、ミラー１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２
Ｂの上部端に巻き取り部材１が配置されるようにするこ
とによって、この狭い空間に遮光薄板部材２が進出する
ように配置することができ、各色光の光束の遮断及び解
放が可能となっている。図３では、Ｂ光のみを投射さ
せ、Ｇ光、Ｒ光を遮断している状態を示している。Ｇ
光、Ｒ光はシャッター１２０Ｇ、１２０Ｒの遮光薄板部
材２にて遮断されるため、これより先に進行しない。シ
ャッター１２０Ｂを通過したＢ光は、ミラー１１２Ｂに
て反射され偏光ビームスプリッタ１１５Ｂ、１１４Ｂに
入射される。偏光ビームスプリッタ１１４Ｂにて反射さ
れた偏光光（偏光ビームスプリッタ１１４ＢからみてＳ
偏光）は空間光変調素子１１３Ｂに読み出し光として入
射される。このとき空間光変調素子１１３Ｂの書き込み
光に応じてＢ光が変調を受け、空間光変調素子１１３Ｂ
から反射出射される。光書き込み光型の空間光変調素子
の場合は書き込み光に応じて変調されるため、書き込み
領域全域に書き込み光を均一に入射させれば、理想的に
は空間光変調素子１１３Ｂからの全ての反射光は、偏光
ビームスプリッタ１１４Ｂを通過し、ミラー１１６Ｂに
て反射され、クロスダイクロプリズム１１７にて反射さ
れ、投射レンズ１１８にてスクリーン上に投射され、Ｂ
単色光の投射像が観測される。このように、シャッター
１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂのいずれか１つを光の解
放状態とし、残りの２つを光の遮断状態とすることによ
り、３つの色光を他の色光から完全に独立して単独でス
クリーン上に投射して、各色ごとの投射光の色むら等を
観測することができる。このとき、光源は点灯させ続け
ればよいので、色光の切り換え時間は遮光薄板部材２の
進出又は退出時間（すなわち、巻き取り部材１の巻き取
り又は巻き戻し時間）に依存するのみであり、この時間
は例えば１０秒程度にすることができ、光源の再点灯及
びその後の光度安定化の時間に比べて非常に短い。もっ
とも、巻き取り部材１の回転を利用して光の遮断及び解
放を行うので、カメラシャッターのように高速度にて光
の遮断及び解放を行うことができるわけではないが、シ
ャッター１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂは投射型表示装
置の組立調整中などに使用されるものであるため、例え
ば１０秒程度で光の遮断及び解放を行うことができれば
十分である。

【００４０】以上説明した投射型表示装置では、空間光
変調素子１１３Ｒ、１１３Ｇ、１１３Ｂは光書き込み型
の空間光変調素子であったが、一画素毎に電気的にスイ
ッチィングして行う電気書き込み式空間変調光学素子も
使用できることはいうまでもない。

【００４１】また、図３に示す投射型表示装置において
はシャッター１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂをクロスダ
イクロイック１１１にて分離された各色光のミラー１１
２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｇに進入する直前に配置した
が、その配置箇所はその位置に限定されるものではな
い。例えば、図３において、シャッター１２０Ｒ、１２
０Ｇ、１２０Ｂの位置は、ミラー１１２Ｒ、１１２Ｇ、
１１２Ｇにより反射された各色光が偏光ビームスプリッ
タ１１５Ｒ、１１５Ｇ、１１５Ｂに入射する直前であっ
てもよいし、空間光変調素子１１３Ｒ、１１３Ｇ、１１
３Ｇの直前であってもよい。

【００４２】本実施の形態によるシャッターを用いるこ
とができる投射型表示装置は、図３に示す投射型表示装
置に限定されるものではなく、例えば、空間光変調素子
として透過型の空間光変調素子を用いたものや、予め色
合成を行うことなく、各色光を３本の投射レンズで投射
しスクリーン上で合成するものなどであってもよい。

【００４３】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は前述した実施の形態に限定されるもので
はない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
投射型表示装置に搭載することにより各色光を他の色光
から完全に独立して単独で投射することができ、投射す
る色光の切り換えにさほど時間を要さず、しかも、狭い
箇所に取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるシャッターの構造
を示す図であり、図１（ａ）はその光の遮断状態を示す
斜視図、図１（ｂ）はその光の解放状態を示す要部斜視
図である。

【図２】図２は図１中の所定の要素を示す図であり、図
２（ａ）は図１（ａ）中のＩ−Ｉ線断面図、図２（ｂ）
は図２（ａ）に対応する断面図であって第１のガイド部
材の他の例を示す断面図、図２（ｃ）は第２のガイド部
材を示す斜視図である。

【図３】本発明の一実施の形態によるシャッターを搭載
した投射型表示装置の一例を示す斜視図である。

【図４】従来の投射型表示装置の概略構成を示す斜視図
である。

【図５】空間光変調素子の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１巻き取り部材２遮光薄板部材３基体５、６第１のガイド部材１０、１１第２のガイド部材１２ａ円弧部１２ｂ直線部１４小型モータ１５、１６歯車１１１クロスダイクロイックミラー１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂミラー１１３Ｒ、１１３Ｇ、１１３Ｂ空間光変調素子１１５Ｒ、１１５Ｇ、１１５Ｂ偏光ビームスプリッタ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂ偏光ビームスプリッタ１１６Ｒ、１１６Ｂミラー１１７クロスダイクロイックプリズム１１８投射レンズ１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂシャッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者服部徹夫東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン本社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心軸周りに回転自在の円柱又は円筒状
の巻き取り部材と、一端部が前記巻き取り部材の外周面
に固定され、前記巻き取り部材の外周面に巻き付き状態
に変形自在であるとともに平板状態に復帰するばね力を
有する遮光薄板部材と、を備え、前記巻き取り部材の正
転時に前記遮光薄板部材が前記巻き取り部材に巻き取ら
れて所望の遮光位置から退出することにより光を解放状
態にするとともに、前記巻き取り部材の逆転時に前記遮
光薄板部材が前記巻き取り部材から巻き戻されて平板状
態となって前記遮光位置に進出することにより光を遮断
状態にすることを特徴とする投射型表示装置用シャッタ
ー。
【請求項２】前記巻き取り部材の外周長は、前記解放
状態と前記遮断状態との間の前記遮光薄板部材の移動ス
トロークより長いことを特徴とする請求項１記載の投射
型表示装置用シャッター。
【請求項３】前記遮光薄板部材が、前記巻き取り部材
の前記中心軸周りの所定角度位置を基準として前記所定
角度位置に対する前記正転側においては前記巻き取り部
材の外周面に実質的に沿うとともに、前記所定角度位置
に対して前記逆転側においては所定平面に実質的に沿う
ように、前記遮光薄板部材を案内するガイド手段を備え
たことを特徴とする請求項１又は２記載の投射型表示装
置用シャッター。
【請求項４】前記ガイド手段は、前記所定角度位置に
対する前記逆転側において、前記遮光薄板部材の移動方
向に対する前記遮光薄板部材の両側部分を案内する第１
のガイド部材を有することを特徴とする請求項３記載の
投射型表示装置用シャッター。
【請求項５】前記ガイド手段は、少なくとも前記所定
角度位置付近における前記所定角度位置に対する正転及
び逆転の両側において、前記遮光薄板部材における前記
中心軸の方向の中間部分を案内する第２のガイド部材を
有することを特徴とする請求項３又は４記載の投射型表
示装置用シャッター。
【請求項６】前記第２のガイド部材の部分であって、
前記遮光薄板部材における前記所定角度位置に対する正
転側部分を案内する部分は、前記巻き取り部材の外周面
に倣う形状を有し、前記巻き取り部材の外周面と近接し
て配置されたことを特徴とする請求項５記載の投射型表
示装置用シャッター。