JP2004325745A

JP2004325745A - 光源光調節用の絞り装置

Info

Publication number: JP2004325745A
Application number: JP2003119789A
Authority: JP
Inventors: Masato Kiyota; 真人清田
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-11-18
Also published as: US20040212900A1; US6975464B2

Abstract

【課題】光源との間に複雑な構成の保護手段を備えずに、絞り装置自体の構成によって過熱防止を可能にした光源光調節用の絞り装置を提供すること。
【解決手段】絞り装置は、第１地板５と第２地板１０とを所定の間隔を空けて取り付け、ユニットとして構成されており、第２地板１０を光源側にして、レンズ枠１の取付部１ａに取り付けられている。また、二つの地板５，１０の間は中間板９で仕切られ、二つの収容室が構成されており、その一方には絞り板１１と覆い板１２が配置され、他方には、絞り板１３と覆い板１４が配置されている。第１地板５には、モータ１５が取り付けられていて、一組の板部材１１，１２ともう一組の板部材１３，１４とを相対的に回転させ、絞り板１１，１３によって光路用開口を規制するようになっている。そして、光源光に直接さらされる部位には、灰色又は白色の耐熱塗装が施されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投光装置やプロジェクタなどの光源近傍位置に配置して好適な絞り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
舞台やスタジオなどで照明用に使用される投光装置には、光源から出射された光の投光範囲や投光形状を規制するために、光源の近傍位置に絞り装置を配置したものが知られている（特許文献１参照）。また、液晶プロジェクタなどの各種プロジェクタにおいては、投影する室内の明るさに対応させて照明光量を変化させたり、投影画像を切り換えるときに一時的に照明光量を減じたりするために、光源の近傍位置に絞り装置を配置することが知られているが、特に液晶プロジェクタの場合には、そのような絞り装置を配置することによって、液晶パネルの劣化を防止できることも知られている（特許文献２参照）。
【０００３】
ところで、投光装置やプロジェクタは、光源から出射される可視光線や赤外線により、光源近傍ではかなりの高熱状態になる。そのため、投光装置やプロジェクタを開発する場合、放熱対策や耐熱対策が常に大きな課題となっており、特許文献２に記載の絞り装置も、液晶パネルに対する熱対策として設けられている。しかしながら、それらの目的で設けた絞り装置であっても、光源光が強力で過熱状態になると、絞り装置自体が機能しなくなってしまうことがある。そのため、そのような場合には、絞り装置と光源との間に、主として光源からの赤外線をカットするために、特殊な構成をしたシャッタ等の保護手段を配置することが、特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−９９００２号公報（第３頁、図１−５）
【特許文献２】
特開２０００１−１７４９１０号公報（第２，３頁、図１，２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されているように、絞り装置と光源との間に特別な保護手段を配置すれば、絞り装置が過熱するのを防止することは可能になる。しかしながら、投光装置の場合には、最近では屋内・外での各種のディスプレイにも用いられるようになって、種類も需要も増えてきており、低廉で小型のものが要求されている。また、プロジェクタの場合には、液晶プロジェクタなどのデータプロジェクタの出現に伴い、営業マンが商品のプレゼンテーションに持ち歩く機会が多くなっていて、小型で携帯性がよく且つ低廉なものが要求されている。従って、そのような低廉化，小型化の要求に対しては、上記のように、複雑な構成の保護手段を特別に備えるということは、決して得策とはいえない。そのため、そのような特殊な保護手段を別に備えなくても、絞り装置の過熱を防止することのできる好適な対策の出現が望まれている。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、絞り装置と光源との間に複雑な構成の保護手段を備えずに、絞り装置自体の構成を工夫することによって簡単に過熱防止を可能にした光源光調節用の絞り装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の光源光調節用の絞り装置は、各々が光路用の開口部を有していて両者の間に収容室を構成しており光源の近傍位置においてそれらの一方を光源側にして配置される二つの地板と、前記収容室内に配置されており相対的に往復作動することによって前記開口部に進退しそれらの開口規制端縁によって絞り開口の大きさを規制する２枚の絞り板と、を備えていて、少なくとも、光源側に配置された前記地板の光源側の面と、該地板に取り付けられていて光源光にさらされる部材の光源側の面とに、灰色又は白色の耐熱塗装を施すようにする。
【０００８】
その場合、電磁駆動手段が、前記収容室外において前記二つの地板のうち光源とは反対側に配置された地板に取り付けられていて、その出力手段が前記収容室内で前記絞り板を往復作動させるように構成すると、電磁駆動手段が熱による損傷を受け難い構成となる。また、前記絞り板の開口規制端縁の端面が、黒色に仕上げられているようにすると、該端面での乱反射が防止できて好適となる。また、光源側に配置された前記地板に対し、該地板の光源側の前面を略覆うようにして赤外線カット用の保護部材を取り付けるようにすると、赤外線による過熱も防止することが可能になる。
【０００９】
更に、前記２枚の絞り板が、前記二つの地板の一方に回転可能に取り付けられていて、前記開口規制端縁が略円弧状の曲線に形成されているようにすると、レンズ枠（鏡胴）内に取り付けるのに好適な構成となるし、その場合、前記２枚の絞り板のうち少なくとも一方が、前記開口規制端縁を有する絞り板と、該絞り板と同時に回転され該絞り板よりも回転角度の小さい覆い板とで構成されているようにすると、取り付けスペースが小さい場合に極めて有利なものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図示した二つの実施例によって説明する。尚、図１〜図３は第１実施例を示したものであって、図１は光路用開口の全開状態を光源側から見た正面図であり、図２は図１の略Ａ−Ａ線に沿って切断して示した断面図であり、図３は光路用開口の絞り込み状態を図１と同様にして見た正面図である。また、図４〜図６は第２実施例を示したものであって、図４は光路用開口の全開状態を光源側から見た正面図であり、図５は図２と略同様に切断して示した断面図であり、図６は光路用開口の絞り込み状態を図４と同様にして見た正面図である。
【００１１】
［第１実施例］
本実施例の絞り装置は、光源の近傍位置に配置されたレンズ枠（鏡胴）内に取り付け易いように構成されている。即ち、図２に示すレンズ枠１は筒形をしていて、内部には、円環状に張り出した取付部１ａを有している。図１においては、その取付部１ａの内径と外径を二点鎖線で示しているが、本実施例の絞り装置は、その取付部１ａに三つのビス２，３，４によって取り付けられるように構成されている。
【００１２】
そこで、本実施例の構成を説明する。図２から分かるように、レンズ枠１の取付部１ａに直接取り付けられる第１地板５には、図１に示した三つのビス６，７，８によって、中間板９，第２地板１０が順に取り付けられており、第１地板５と中間板９との間、及び中間板９と第２地板１０との間に、二つの収容室を構成している。また、第１地板５と第２地板１０とは、殆ど同じ平面形状をしており、中央部に形成されていて同心上に配置されている円形の開口部５ａ，１０ａも、略同じ直径をしている。そして、第２地板１０の収容室外の面（即ち、光源側の面）と開口部１０ａの端面、並びに三つのビス６，７，８の頭部には、灰色又は白色の耐熱塗装（３００℃以上の焼付け塗装）が施されている。
【００１３】
これに対して、中間板９の平面形状は、二つの地板５，１０よりも若干小さくて、中央部に形成され、上記の二つの開口部５ａ，１０ａと同心上に配置されている円形の開口部９ａも、開口部５ａ，１０ａより直径が小さい。従って、本実施例においては、光路用開口の最大面積と形状は、開口部９ａによって規制されている。そして、中間板９は、第２地板１０側の面（即ち、光源側の面）のうち少なくとも光源側に露出している面と開口部９ａの端面とに、灰色又は白色の耐熱塗装（３００℃以上の焼付け塗装）が施されている。尚、中間板９は、二つの地板５，１０よりもかなり薄い。そのため、図２においては、中間板９の断面をハッチングで示されていないし、開口部９ａも明示されていない。
【００１４】
第１地板５には、第２地板１０側の面（即ち、光源側の面）に、四つの軸５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅと二つのピン５ｆ，５ｇが設けられている。そのうち、ピン５ｆ，５ｇはストッパの役目をするものであって、ピン５ｆは、中間板９に形成された孔を貫通して、第２地板１０側の収容室内に突き出し、その先端を第２地板１０に接触させている。また、ピン５ｇも、その先端を中間板９に形成された孔に嵌合させている。
【００１５】
中間板９と第２地板１０とによって構成された収容室には、絞り板１１と覆い板１２とが、絞り板１１を中間板９側にして配置されている。そして、絞り板１１は、上記の軸５ｃに回転可能に取り付けられており、覆い羽根１２は、上記の軸５ｂに回転可能に取り付けられている。また、絞り板１１は、略円弧状をした開口規制端縁１１ａを有すると共に、上記のピン５ｆに当接する当接部１１ｂを有している。そして、絞り板１１と覆い板１２の第２地板１０側の面（即ち、光源側の面）と、開口規制端縁１１ａの端面と、開口部１０ａに臨む覆い羽根１２の端面には、灰色又は白色の耐熱塗装（３００℃以上の焼付け塗装）が施されている。尚、図２の断面図においては、絞り板１１と覆い板１２とは、本来であれば、それらの一部しか示されないはずであるが、便宜上、それらの全体が見えるものとして示されている。
【００１６】
また、第１地板５と中間板９とによって構成された収容室には、絞り板１３と覆い板１４とが、絞り板１３を中間板９側にして配置されている。そして、絞り板１３は、上記の軸５ｅに回転可能に取り付けられており、覆い羽根１４は、上記の軸５ｄに回転可能に取り付けられている。また、絞り板１３は、略円弧状をした開口規制端縁１３ａを有すると共に、上記のピン５ｇに当接する当接部１３ｂを有している。そして、絞り板１３と覆い板１４の中間板９側の面（即ち、光源側の面）と開口規制端縁１３ａの端面には、灰色又は白色の耐熱塗装（３００℃以上の焼付け塗装）が施されている。
【００１７】
第１地板５の収容室外の面、即ち光源とは反対側の面に、モータ１５が取り付けられている。このモータ１５は、電流制御式のモータであって、図２に示すように、永久磁石製の回転子１５ａの二つの軸受け部を包むようにしてコイル１５ｂが巻回されており、回転子１５ａは、コイル１５ｂに対する通電方向に対応した方向へ、所定の回転角度だけ回転するようになっている。また、回転子１５ａは、径方向の位置で一体的に回転する出力ピン１５ｃを有しており、第１地板５に形成された図示していない円弧状の長孔を貫通して、上記した４枚の板部材１１，１２，１３，１４に各々形成されている四つの長孔に嵌合している。
【００１８】
尚、上記のレンズ枠１の取付部１ａには、明示されていない略円形の孔が形成されており、モータ１５は、その孔に挿入され、その大部分を取付部１ａの反対側、即ち光源とは反対側に突き出している。また、上記の４枚の板部材１１，１２，１３，１４に形成された長孔は、図１に示されてはいるが、それらは密接に重なっていて個々の形状線を識別することが困難であるため、それらの四つの長孔には符号を付けていない。
【００１９】
次に、本実施例の作動を説明する。図１は、中間板９の開口部９ａが全開となっていて、該開口部９ａによって最大の光路用開口が規制されている状態を示している。この状態で照明光量を弱くしたい場合は、モータ１５のコイル１５ｂに順方向の通電を行い、図１において回転子１５ａを反時計方向へ回転させる。それによって、絞り板１１と覆い板１２は時計方向へ回転させられ、絞り板１３と覆い板１４は反時計方向へ回転させられる。このとき、絞り板１１，１３は、それらを取り付けている軸５ｃ，５ｅから出力ピン１５ｃまでの距離が、覆い板１２，１４を取り付けている軸５ｂ，５ｄから出力ピン１５ｃまでの距離より短いため、覆い板１２，１４よりも速く回転させられる。
【００２０】
そのため、一方では、絞り板１１と覆い羽根１２とが、相互の重なり量を小さくしつつ時計方向へ回転し、他方では、絞り板１３と覆い羽根１４とが、相互の重なり量を小さくしつつ反時計方向へ回転してゆくことになる。そして、それらの回転は、絞り板１１の当接部１１ｂがピン５ｆに当接し、他方、絞り板１３の当接部１３ｂがピン５ｇに当接することによって停止する。図３は、その停止状態を示したものであるが、このとき、光路用開口は、絞り板１１，１３の開口規制端縁１１ａ，１３ａによって規制されている。
【００２１】
この図３の状態から分かるように、本実施例の場合には、覆い板１２，１４が存在しないと、二つの開口規制端縁１１ａ，１３ａによって規制されたアーモンド状の光路用開口のほかに、開口規制端縁１１ａとは反対の端縁側と、開口規制端縁１３ａとは反対の端縁側とに、もう２箇所の三日月形の光路が形成されてしまう。覆い板１２，１４は、絞り板１１，１３よりも小さい角度範囲で回転させられることにより、それらの２箇所の三日月形の光路を覆うようになっている。しかしながら、レンズ枠１の取付部１ａの面積が大きければ、絞り板１１，１３の面積を大きくすることができるため、その場合には、覆い板１２，１４は不要になる。また、場合によっては、一方の絞り板と覆い板だけを、面積の大きな１枚の絞り板に代えるようにしても差し支えない。そして、これらのことは、後記の第２実施例の場合も同じである。
【００２２】
上記のようにして図３の状態が得られた後、図１の状態に復帰させる場合には、モータ１５のコイル１５ｂに、上記とは逆方向の通電を行う。それによって、回転子１５ａは、図３において時計方向へ回転するので、絞り板１１と覆い板１２は反時計方向へ回転させられ、絞り板１３と覆い板１４は時計方向へ回転させられる。そのため、絞り板１１と覆い羽根１２、及び絞り板１３と覆い羽根１４は、夫々、相互の重なり量を大きくしつつ図１の状態に復帰し、図示していないストッパによって停止させられる。
【００２３】
このように、本実施例の場合には、図１の状態においても、図３の状態においても、また、それらの途中の状態においても、光源光にさらされる部位には、全て灰色又は白色の耐熱塗装が施されているので、長時間、光源光にさらされても、かなりの光線を反射することになって絞り装置が高熱になるのを抑制することができる。そのため、絞り板などの作動部材の焼き付きによって、作動不良や損傷などを防止することが可能になる。また、その塗膜の中に赤外線の反射材を含有させることによって、高熱化を一段と抑制することが可能になる。
【００２４】
上記のように、本実施例の場合は、モータ１５が、二つの地板５，１０のうち光源に対して反対側に配置された第１地板５に取り付けられていて、光源光には直接さらされないようになっているので、熱によってコイル１５ｂが断線するようなことがない。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されず、第２地板１０の光源側の面に取り付けても差し支えなく、その場合には、モータ１５をカバー部材によってカバーし、そのカバー部材の表面にも、灰色又は白色の耐熱塗装を施すことになる。また、本実施例のモータ１５は、電流制御式のモータであるが、ステップモータにしても差し支えなく、そのようにした場合には、光路用開口を、本実施例のように二つだけではなく、三つ以上選択し得るようになる。更に、本発明は、モータによって絞り板を作動させず、プランジャや手動で作動させるようにしても差し支えない。そして、これらのことは、後記する第２実施例の場合も同じである。
【００２５】
［第２実施例］
次に、第２実施例を図４〜図６を用いて説明する。本実施例の構成は、第１実施例の構成の一部が異なるだけである。そのため、第１実施例と同じ部材及び部位には同じ符号を付け、それらについての説明は省略する。また、本実施例の作動は、第１実施例の場合と全く同じである。そのため、作動についての説明も省略する。更に、そのようなこともあって、第１実施例の説明中で述べた構成の変形例や作用効果は、そのまま本実施例にも適用される。
【００２６】
本実施例における中間板９は、開口部９ａの端面に、灰色又は白色の耐熱塗装を施しておらず、黒色に仕上げある。また、本実施例の場合にも、中間板９は、第２地板１０側の面（即ち、光源側の面）のうち少なくとも光源側に露出している面には、灰色又は白色の耐熱塗装を施してあるが、開口部９ａの周辺面（斜線領域）だけは黒色に仕上げてある。同じようなことが、絞り板１１，１３にも言える。即ち、本実施例における絞り板１１，１３は、開口規制端縁１１ａ，１３ａの端面に灰色又は白色の耐熱塗装を施しておらず、黒色に仕上げある。また、第２地板１０側の面（即ち、光源側の面）には、灰色又は白色の耐熱塗装を施してあるが、開口規制端縁１１ａ，１３ａの周辺面（斜線領域）だけは黒色に仕上げてある。
【００２７】
このようにして、本実施例の場合には、光路用開口を規制する部位の端面とその周辺面とを黒色に仕上げているが、少なくとも端面だけでも黒色に仕上げると、その端面での光源光の乱反射を防止することができ、特に液晶プロジェクタなどのデータプロジェクタに用いた場合に有効となる。本来、このような構成にすることは、熱対策の観点だけから考えると、決して好ましいことではないが、この程度の黒色面積であれば、実用上、問題とならないことが多い。尚、この場合の黒色は、部材の材料そのものの色であってもよいし、表面処理されたものであってもよい。
【００２８】
また、本実施例の場合には、ビス６，７，８によって、第２地板１０の光源側の前面に、所定の間隔を空けて、赤外線カット用の保護部材１６を取り付けてある。この保護部材１６は、熱線吸収ガラスで製作されていて、光源から出射した赤外線を吸収するので、その分だけ絞り装置の過熱化が抑制されることになる。そのため、絞り装置に当たる光源光が強すぎる場合には、このような保護部材１６を設けると好適である。また、このような保護部材１６を設けることによって、上記のような黒色仕上げが容易になる。尚、本実施例の場合には、保護部材１６を円盤状に形成しているが、例えば開口部９ａ以外を覆うように、円環状に形成しても、それなりの効果が得られる。
【００２９】
尚、上記の各実施例においては、最大の光路用開口を、中間板９の開口部９ａが規制するようにしているが、本発明は、そのような構成に限定されず、開口部９ａ，１０ａの何れかで規制するようにしてもよい。そして、上記の第２実施例のように構成したい場合には、その最大の光路用開口を規制するようにした開口部の端面などを黒色に仕上げることになる。また、上記の各実施例においては、中間板９を設けて二つの収容室を構成しているが、光路用開口を小さくするときに、二つの絞り板１１，１３の先端同士が噛み合う心配さえなければ、中間板９を設けず収容室を一つにしても差し支えない。
【００３０】
また、上記の各実施例においては、二つの絞り板１１，１３の開口規制端縁１１ａ，１３ａを曲線に形成しているが、例えば各々を二つの直線で形成し、小さい光路用開口が四辺形となるようにしても差し支えない。更に、上記の各実施例においては、光路用開口の大きさを変える二つの絞り板を、相反する方向へ回転する二つの絞り板１１，１３として構成しているが、直線的に相反する方向へスライドする二つの絞り板としても差し支えない。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、絞り装置の構成を複雑にすることなしに、絞り装置自体によって、光源光による過熱を防止することができるので、絞り装置と光源との間に複雑な構成の保護手段を備える必要がなく、絞り装置を内蔵する投光装置や各種プロジェクタの低廉化と小型化に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】光路用開口の全開状態を光源側から見て示した第１実施例の正面図である。
【図２】図１の略Ａ−Ａ線に沿って切断して示した断面図である。
【図３】光路用開口の絞り込み状態を光源側から見て示した第１実施例の正面図である。
【図４】光路用開口の全開状態を光源側から見て示した第２実施例の正面図である。
【図５】図４を図２と略同様に切断して示した断面図である。
【図６】光路用開口の絞り込み状態を光源側から見て示した第２実施例の正面図である。
【符号の説明】
１レンズ枠
１ａ取付部
２，３，４，６，７，８ビス
５第１地板
５ａ，９ａ，１０ａ開口部
５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ軸
５ｆ，５ｇピン
９中間板
１０第２地板
１１，１３絞り板
１１ａ，１３ａ開口規制端縁
１１ｂ，１３ｂ当接部
１２，１４覆い板
１５モータ
１５ａ回転子
１５ｂコイル
１５ｃ出力ピン
１６保護部材

Claims

各々が光路用の開口部を有していて両者の間に収容室を構成しており光源の近傍位置においてそれらの一方を光源側にして配置される二つの地板と、前記収容室内に配置されており相対的に往復作動することによって前記開口部に進退しそれらの開口規制端縁によって絞り開口の大きさを規制する２枚の絞り板と、を備えていて、少なくとも、光源側に配置された前記地板の光源側の面と、該地板に取り付けられていて光源光にさらされる部材の光源側の面とに、灰色又は白色の耐熱塗装を施していることを特徴とする光源光調節用の絞り装置。
電磁駆動手段が、前記収容室外において前記二つの地板のうち光源とは反対側に配置された地板に取り付けられていて、その出力手段が前記収容室内で前記絞り板を往復作動させることを特徴とする請求項１に記載の光源光調節用の絞り装置。
前記絞り板の開口規制端縁の端面が、黒色に仕上げられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源光調節用の絞り装置。
光源側に配置された前記地板に対し、該地板の光源側の前面を略覆うようにして赤外線カット用の保護部材を取り付けていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光源光調節用の絞り装置。
前記２枚の絞り板が、前記二つの地板の一方に回転可能に取り付けられていて、前記開口規制端縁が略円弧状の曲線に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光源光調節用の絞り装置。
前記２枚の絞り板のうち少なくとも一方が、前記開口規制端縁を有する絞り板と、該絞り板と同時に回転され該絞り板よりも回転角度の小さい覆い板とで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光源光調節用の絞り装置。