JP4107220B2 - 絞り機構およびプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は光の絞り機構およびこれを備えるプロジェクタに関する。

開口を有する絞り機構によって光束の周辺部の光を遮断することで光束径を調節することが、カメラをはじめとする多くの光学装置で行われてきた。たとえば、開口の大きさを変え得るようにしたカメラ用の絞り機構が、特開２００３−５７７１５号に開示されている。

近年では、映像を表示し、表示した映像をスクリーンに投影するプロジェクタにおいて、映像の明るさを高くする高輝度設定と、映像のコントラストを高くする高コントラスト設定とを、使用環境に応じて切り替え得るようにすることが行われており、そのために、開口の大きさや形状や位置を変え得るようにした絞り機構が用いられている。

プロジェクタに用いられる絞り機構は、映像を表示する表示部が、陰極線管（ＣＲＴ）のように映像を表す映像光を自ら発するものであるときは、表示部からの映像光を投影する投影光学系に備えられ、表示部が、液晶表示器（ＬＣＤ）やデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ、Texas Instruments 社商標）のように、与えられる照明光を変調して映像光とするときは、表示部に照明光を与える照明光学系と表示部からの映像光を投影する投影光学系の一方または両方に備えられる。

開口の大きさおよび形状が可変の従来の一般的な絞り機構を図８に示す。図８において、（ａ）は開口９０が最小のときの正面図、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ開口９０が最大のときの正面図および側面図である。この絞り機構は、絞りベース板９１と絞りカバー９３を備えて、両者の間に羽根室を構成している。羽根室内には、駆動リング９２が回転可能に配置され、絞りベース板９１と駆動リング９２の間および絞りカバー９３と駆動リング９２の間に、それぞれ絞り羽根９４、９５が配置されている。

絞りベース板９１、絞りカバー９３および駆動リング９２はそれぞれ中央に円形の大きな開口を有しており、絞りベース板９１の開口の縁には、駆動リング９２の回転を案内するための壁が立設されている。駆動リング９２の外縁には、モータ９６からの駆動力を受けるためのギア９２ａが設けられている。

絞り羽根９４は、絞りベース板９１側の面にピン９４ａを有し、駆動リング９２側の面にピン９４ｂを有している。ピン９４ａは絞りベース板９１に設けられた孔に挿入され、ピン９４ｂは駆動リング９２に設けられたカム溝９２ｂに挿入されており、絞り羽根９４はピン９４ａを中心に回転可能である。絞り羽根９５は、絞りカバー９３側の表面にピン９５ａを有し、駆動リング９２側の面にピン９５ｂを有している。ピン９５ａは絞りカバー９３に設けられた孔に挿入され、ピン９５ｂは駆動リング９２に設けられたカム溝９２ｃに挿入されており、絞り羽根９５もピン９５ａを中心に回転可能である。

モータ９６を駆動すると、モータギア９７が回転し、これにギア９２ａが係合している駆動リング９２が回転する。これにより、ピン９４ｂ、９５ｂが駆動リング９２のカム溝９２ｂ、９２ｃ内を摺動し、絞り羽根９４、９５はそれぞれピン９４ａ、９５ａを中心として回転する。その結果、絞り羽根９４、９５によって縁を規定される開口の大きさが変化する。

絞り羽根９４、９５は全体が絞りベース板９１の開口から外れる位置まで移動可能であり、最大の開口の縁は絞りベース板９１によって規定される。したがって、絞り羽根９４、９５は、最大のとき以外の開口の縁を規定することになる。また、駆動リング９２は、回転するのみで位置を変えず、開口の縁を直接規定することもない。
特開２００３−５７７１５号公報

上述のように、従来の絞り機構は、絞りベース板、絞りカバー、駆動リング、複数の絞り羽根、モータ、およびモータギアより成り、部品点数が多く複雑である。このため、各部品の作製および組み立てに要するコストと時間が多くなっており、故障も生じ易くなっている。しかも、駆動リングを介して絞り羽根を移動させるようにしているため、駆動リングのカム溝の形状精度が低いと、絞り羽根の位置がモータの回転量に厳密に対応しなくなり、開口を所望の大きさや形状にすることができなくなる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、構成部品点数が少なく、開口の縁を規定する部材の位置を精度よく設定することが可能な絞り機構を提供することを目的とする。また、提供する映像の明るさやコントラストを適切に設定することが可能なプロジェクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、光を通過させる開口を形成する絞り機構であって、開口の縁を規定する部材として開口に略沿う方向に移動して位置を変える可動部材を備えて、開口の大きさ、形状および位置の少なくとも１つを可変とするものにおいて、
開口の縁を規定しギアを有する２つの可動部材を備え、前記可動部材がそれぞれのギアによって直接連結されている構成とする。

この絞り機構は、開口の縁を規定する可動部材がギアを有しており、ギアを介して駆動力を可動部材に供給することができる。したがって、駆動力の伝達にのみ関与する部材を備える必要がなく、部品点数を少なくすることができて簡素な構成となる。また、可動部材の位置を直接定めることができて、開口の大きさ、形状等を精度よく設定することが可能になる。可動部材は、ギアのピッチ円半径を有限として、回転するようにすることができるし、ギアのピッチ円半径を無限大として、平行移動するようにすることもできる。さらに、前記可動部材がそれぞれのギアによって直接連結されているため、１つの可動部材に供給した駆動力が他の可動部材に伝達される。

さらに、前記可動部材の一方の端部近傍はモータの回転軸に固定されており、該可動部材には回転軸を中心とする円弧状のギアが形成され、モータの回転に伴い、該可動部材は回転軸を中心に開口に沿う方向に回転し、その回転に伴い前記可動部材の他方が開口に沿う方向に回転する構成とするとよい。

ここで、前記可動部材が複数のギアを有し、それらのギアが同心でピッチ円半径の異なる円弧状である構成とすることができる。このようにすると、可動部材に１つのギアを介して駆動力を供給し、その駆動力を他のギアを介して他の可動部材に伝達することが可能になる。

前記可動部材の少なくとも一方の移動範囲の両端を規定する手段を備えるとよい。可動部材が必要な範囲を超えて移動するのを防止することができる。

前記可動部材が板状であって、開口の縁を規定する部分と前記ギアとされている部分とを縁に有する構成とするとよい。この構成の可動部材は単一の板状の部材を加工するだけで容易に作製することができる。

前記可動部材の少なくとも一方が、開口の縁を規定する第１の部材と前記ギアが設けられた第２の部材とを固定して形成されている構成としてもよい。この構成では、ギアを厚くして他のギアと確実に係合させることが容易になる。

開口に対して垂直な方向への前記可動部材の移動を規制する手段を備えるようにしてもよい。このようにすると、ギアを薄くする場合でも、他のギアと確実に係合させることができる。

２つの停止状態のみをとるモータを備え、該モータによって前記可動部材を移動させるようにしてもよい。このようにすると、モータを停止させたときに可動部材の位置が２つの位置のいずれかに定まって、開口の大きさを最大と最小のいずれかに確実に設定することができる。

前記目的を達成するために本発明ではまた、上記のいずれかの絞り機構をプロジェクタに備えるようにする。このプロジェクタは、絞り機構の特徴により、開口の大きさ、形状等を精度よく設定することが可能である。

本発明の絞り機構は、開口の縁を規定する可動部材への駆動力の供給をギアを介して行うことができて、駆動力の伝達のために他の部材を備える必要がない。したがって、部品点数を少なくすることができ、簡素な構成となる。また、可動部材の位置を直接定めることができて、可動部材の位置、したがって開口の大きさ、形状、位置を精度よく設定することが可能になる。

以下、本発明の実施形態と本発明に対する参考例について図面を参照しながら説明する。第１の参考例の絞り機構１を図１に示す。図１において、（ａ）および（ｃ）はそれぞれ開口１０が最小のときの正面図および側面図、（ｂ）は開口１０が最大のときの正面図である。絞り機構１は、絞りベース板１１、２つの絞り羽根１２、１３、およびモータ１４を有する。

絞りベース板１１は、中央に円形の大きな開口を有しており、表面側（図１（ａ）の紙面の手前側）に３つのピン１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが開口に対して垂直に設けられている。モータ１４は、その回転軸１４ａが絞りベース板１１に設けられた小さな孔を通して表面側に達するように、絞りベース板１１の裏面に固定されている。

絞り羽根１２、１３は金属製で板状であり、開口１０の縁を規定するための概ね円弧状の縁を有している。絞り羽根１２、１３は共に、絞りベース板１１の表面側に配置されている。絞り羽根１２の端部近傍はモータ１４の回転軸１４ａに固定されており、絞り羽根１２はこの回転軸１４ａを中心に、開口１０に沿う方向に回転可能である。回転軸１４ａに近い絞り羽根１２の端部の縁には、回転軸１４ａを中心とする円弧状のギア１２ａが形成されている。

絞り羽根１３の端部近傍には孔が設けられており、この孔に絞りベース板１１のピン１１ｂが挿入されている。絞り羽根１３は、このピン１１ｂを中心に、開口１０に沿う方向に回転可能である。ピン１１ｂに近い絞り羽根１３の端部の縁には、ピン１１ｂを中心とする円弧状のギア１３ａが形成されている。絞り羽根１２のギア１２ａと絞り羽根１３のギア１３ａの歯の配列ピッチは同じである。

ギア１２ａとギア１３ａは係合しており、モータ１４の回転によって絞り羽根１２が回転すると、絞り羽根１３も回転する。絞り羽根１２の回転方向と絞り羽根１３の回転方向は逆であり、開口１０の縁を規定する絞り羽根１２、１３の縁は、モータの回転方向に応じて、接近したり遠ざかったりする。これで、開口１０の大きさおよび形状が変化する。

ピン１１ｂから遠い側の絞り羽根１３の端部は、絞り羽根１２にある程度近づくと絞りベース板１１のピン１１ｃに当接し、絞り羽根１２からある程度離れるとピン１１ｄに当接する。ピン１１ｃ、１１ｄへの当接により、絞り羽根１３のさらなる移動は制限される。すなわち、ピン１１ｃ、１１ｄは絞り羽根１３の移動範囲の両端を規定する。絞り羽根１２、１３はギア１２ａ、１３ａによって連結されているため、絞り羽根１２の移動範囲の両端もピン１１ｃ、１１ｄによって規定されることになる。

絞り羽根１３の端部がピン１１ｄに当接しているとき、絞り羽根１３のどの部分も絞りベース板１１の開口上には位置せず、同様に、絞り羽根１２のどの部分も絞りベース板１１の開口上には位置しない。すなわち、絞り機構１では、大きさが最大のときの開口１０の縁は絞りベース板１１のみによって規定され、そのときの開口１０は円形となる。

第１の実施形態の絞り機構２を図２に示す。図２において、（ａ）は開口２０が最小のときの正面図、（ｂ）は開口２０が最大のときの正面図である。絞り機構２は、絞りベース板２１、２つの絞り羽根２２、２３、およびモータ２４を有する。

絞りベース板２１は、中央に円形の大きな開口を有しており、表面側（図２の紙面の手前側）に４つのピン２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが開口に対して垂直に設けられている。モータ２４は、その回転軸２４ａが絞りベース板２１に設けられた小さな孔を通して表面側に達するように、絞りベース板２１の裏面に固定されている。また、モータ２４の回転軸の端部には円形のモータギア２５が固定されている。

絞り羽根２２、２３は金属製で板状であり、開口２０の縁を規定するための概ね円弧状の縁を有している。絞り羽根２２、２３は共に、絞りベース板２１の表面側に配置されている。絞り羽根２２の端部近傍には孔が設けられており、この孔に絞りベース板２１のピン２１ａが挿入されている。絞り羽根２２は、このピン２１ａを中心に、開口２０に沿う方向に回転可能である。ピン２１ａに近い絞り羽根１２の端部の縁には、ピン２１ａを中心とする円弧状のギア２２ａが形成されている。

さらに、絞り羽根２２のピン２１ａから遠い端部には、円弧状のギア２２ｂが形成されている。ギア２２ｂは、ピン２１ａを中心としており、ギア２２ａとピッチ円半径が異なるのみで、ギア２２ａと同心である。ギア２２ｂはモータギア２５と係合している。

絞り羽根２３の端部近傍には孔が設けられており、この孔に絞りベース板２１のピン２１ｂが挿入されている。絞り羽根２３は、このピン２１ｂを中心に、開口２０に沿う方向に回転可能である。ピン２１ａに近い絞り羽根２３の端部の縁には、ピン２１ｂを中心とする円弧状のギア２３ａが形成されている。絞り羽根２２のギア２２ａと絞り羽根２３のギア２３ａの歯の配列ピッチは同じである。

ギア２２ａとギア２３ａは係合しており、モータ２４の回転によってモータギア２５が回転すると、これにギア２２ｂが係合している絞り羽根２２が回転し、さらに絞り羽根２３が回転する。絞り羽根２２の回転方向と絞り羽根２３の回転方向は逆であり、開口２０の縁を規定する絞り羽根２２、２３の縁は、モータの回転方向に応じて、接近したり遠ざかったりする。これで、開口２０の大きさおよび形状が変化する。

ギア２２ｂが形成されている側の絞り羽根２２の端部は、絞り羽根２３にある程度近づくと絞りベース板２１のピン２１ｃに当接し、絞り羽根２３からある程度離れるとピン２１ｄに当接する。ピン２１ｃ、２１ｄへの当接により、絞り羽根２２のさらなる移動は制限される。すなわち、ピン２１ｃ、２１ｄは絞り羽根２２の移動範囲の両端を規定する。絞り羽根２２、２３はギア２２ａ、２３ａによって連結されているため、絞り羽根２３の移動範囲の両端もピン２１ｃ、２１ｄによって規定されることになる。

絞り羽根２２の端部がピン２１ｄに当接しているとき、絞り羽根２２の縁の一部分が絞りベース板２１の開口上に位置し、同様に、絞り羽根２３の縁の一部分が絞りベース板２１の開口上に位置する。すなわち、絞り機構２では、大きさが最大のときの開口２０の縁は、絞りベース板２１と２つの絞り羽根２２、２３によって規定される。

本実施形態の絞り機構では、モータ２４の回転軸をモータギア２５およびギア２２ｂを介して絞り羽根２２に連結しているので、モータ２４の回転を減速することができる。したがって、モータ２４として特にトルクの大きいものを用いる必要がない。ＤＣモータ、ＡＣモータ、ステッピングモータ、超音波モータ、リニアモータ等、様々なモータが利用可能である。

絞り羽根２２、２３の回転軸となるピン２１ａ、２１ｂの先端付近には溝が形成されており、それぞれの溝にＥリング２６が取り付けられている。これで、開口２０に対して垂直な方向への絞り羽根２２、２３の移動が規制されて、絞り羽根２２、２３のピン２１ａ、２１ｂからの脱落が防止されるとともに、ギア２２ａ、２３ａを常に係合した状態に保つことができる。

なお、図１には示していないが、第１の参考例の絞り機構１においても、ピン１１ｂの先端付近にＥリングが取り付けられており、モータ１４の回転軸１４ａに固定されていない絞り羽根１３の、開口１０に対して垂直な方向への移動が規制されている。

第２の実施形態の絞り機構３を図３に示す。図３において、（ａ）および（ｃ）はそれぞれ開口２０が最小のときの正面図および側面図、（ｂ）は開口２０が最大のときの正面図である。本実施形態の絞り機構３は、第１の実施形態の絞り機構２の絞り羽根２３の一部を修飾したものである。

絞り機構１、２においては、絞り羽根１２、１３、２２、２３を単一の板状材料で構成し、その縁を加工してギア１２ａ、１３ａ、２２ａ、２２ｂ、２３ａとしたが、本実施形態の絞り機構３では、開口２０の縁を規定する板状部材３３ａと、ギアを有する部材３３ｂとを別に作製し、両者を固定することにより絞り部材２３としている。

ギア部材３３ｂは樹脂製であり、板状部材３３ａ側の表面に複数の突起を有する。板状部材３３ａにはギア部材３３ｂの突起に対応する位置に孔が設けられており、ギア部材３３ｂの突起は板状部材３３ａの孔に挿入されている。そして、孔から突出した突起の先端を溶融により変形させて孔の周囲に付着させることで、板状部材３３ａとギア部材３３ｂとを固定している。なお、板状部材３３ａとギア部材３３ｂは、接着剤、ハンダ付け、溶接等の他の方法によって固定してもよい。両部材の材料に応じて固定方法を選択すればよい。

図３（ｃ）に示したように、ギア部材３３ｂは板状部材３３ａよりも厚く作製されており、絞り羽根２２や絞り羽根２３が、開口２０に対して垂直な方向に多少移動したとしても、ギア２２ａとギア２３ａの係合が確保される。また、ギア部材３３ｂを厚くしたことで、絞り羽根２２と絞り羽根２３を同一平面上に配置する必要がなくなり、図３（ｃ）に示したように、両者は異なる平面上に配置されている。これで、ピン２１ａから遠い側の絞り羽根２２の端部と、ピン２１ｂから遠い側の絞り羽根２３の端部とが当接することがなくなって、絞り羽根２２、２３の形状の自由度が増す。

さらに、板状部材３３ａとギア部材３３ｂを別の材料で作製することで、絞り羽根２３の重量の増加を抑えながら、ギア３３ａの強度を向上させることができる。なお、ここでは、絞り羽根２２については、単一の板状材料の縁を加工することでギア２２ａ、２２ｂを形成しているが、絞り羽根２２についても板状部材とギア部材とを一体化することで作製してもよい。

第２の参考例の絞り機構４を図４に示す。図４において、（ａ）は開口２０が最小のときの正面図、（ｃ）は開口２０が最大のときの正面図である。本参考例の絞り機構４は、第２の実施形態の絞り機構３をさらに修飾したものである。

本参考例では、絞り羽根２２を回転させるモータ４４として、２つの停止状態のみをとるものを用いている。モータ４４は、回転力を生じる駆動部と回転を出力する出力部より成り、駆動部は回転を停止したときに第１の方向または第２の方向を向く。出力部は駆動部の回転軸４４ａからずれたピン４４ｂを有しており、ピン４４ｂは駆動部が停止しているとき、駆動部の向きに応じた２つの位置をとる。

絞り機構３でピン２１ａから遠い側の絞り羽根２２の端部に設けられていたギア２２ｂは省略されており、代わりに孔２２ｃが設けられて、この孔２２ｃにピン４４ｂが挿入されている。モータ４４が回転してピン４４ｂが移動すると、絞り羽根２２が回転し、そのギア２２ａにギア２３ａが係合している絞り羽根２３も回転する。ピン４４ｂの停止位置は２つのみであるから、絞り機構４は、モータ４４停止中は、開口２０の大きさが最小と最大の２つの状態を取ることになる。

絞り羽根２２、２３の移動範囲はピン４４ｂの移動範囲によって規定されるため、絞り機構４では、絞り羽根２２、２３の移動範囲の両端を規定する絞りベース板２１のピン２１ｃ、２１ｄは省略されている。また、ピン４４ａを移動可能にするために、絞りベース板２１には、円弧状の孔２１ｅが設けられている
第３の実施形態の絞り機構５を図５に示す。図５において、（ａ）および（ｃ）はそれぞれ開口２０が最小のときの正面図および側面図、（ｂ）および（ｄ）はそれぞれ開口２０が最大のときの正面図および側面図である。本実施形態の絞り機構５は、第２の実施形態の絞り機構３に、絞りカバー５７を加えたものである。

絞りカバー５７は、絞りベース板２１の開口よりも少し大きい開口を有しており、周辺部において絞りベース板２１に固定されている。絞り羽根２２、２３は、絞りベース板２１と絞りカバー５７の間に位置する。開口２０に対して垂直な方向への絞り羽根２２、２３の移動はＥリング２６によって規制されているが、回転を容易にするためにＥリング２６と絞り羽根２２、２３との間に間隙を設ける場合でも、絞りカバー５７によって、開口２０に対して垂直な方向への絞り羽根２２、２３の移動を確実に規制することができる。

また、プロジェクタへの取り付けに際し、絞りカバー５７によって絞り羽根２２、２３が保護される形態となるため、絞り羽根２２、２３を損傷するおそれがなく、取り付け作業も容易になる。

第３の参考例の絞り機構６を図６に示す。図６において、（ａ）は開口６０が最小のときの正面図、（ｂ）は開口６０が最大のときの正面図である。絞り機構６は、絞りベース板６１、１つの絞り羽根６２、およびモータ６４を有する。

絞りベース板６１は、中央に円形の大きな開口を有しており、表面側（図６の紙面の手前側）に４つのピン６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄが開口に対して垂直に設けられている。モータ６４は、その回転軸が絞りベース板６１に設けられた孔を通して表面側に達するように、絞りベース板６１の裏面に固定されている。

絞り羽根６２は金属製で板状であり、開口６０の縁を規定するための概ね円弧状の縁を有して、絞りベース板６１の表面側に配置されている。絞り羽根６２の両端部には互いに平行なカム溝６２ａ、６２ｂが設けられており、これらのカム溝６２ａ、６２ｂに絞りベース板６１のピン６１ａ、６１ｂが挿入されている。したがって、絞り羽根６２はカム溝６２ａ、６２ｂに平行な方向に移動可能である。

絞り羽根６２の一方の端部の縁にはカム溝６２ａ、６２ｂに平行な直線状のギア６２ｃが形成されており、ギア６２ｃは、モータ６４の回転軸に固定されたモータギア６５と係合している。モータ６４の回転により絞り羽根６２が開口６０に沿う方向に移動して、開口の大きさ、形状および位置が変化する。

絞り羽根６２は、一方向にある程度移動すると絞りベース板６１のピン６１ｃに当接し、逆方向にある程度移動するとピン６１ｄに当接する。すなわち、ピン６１ｃ、６１ｄは絞り羽根６２の移動範囲の両端を規定する。なお、ピン６１ｃ、６１ｄを省略して、ピン６１ａ、６１ｂを絞り羽根６２の移動範囲の両端を規定するために利用することも可能である。その場合、カム溝６２ａ、６２ｂの長さを、移動範囲の全長に一致させておくことになる。

第４の実施形態であるプロジェクタ７の構成を図７に示す。このプロジェクタ７は、映像を表示する表示部としてＤＭＤ７０を備えており、照明光をＤＭＤ７０に与えて、ＤＭＤ７０が表示した映像によって照明光を変調することで、映像を表す映像光を生成する。

ＤＭＤ７０は、２次元に配列された向き可変の多数のミラー素片より成る。各ミラー素片は映像の一点を表す画素として機能し、各ミラー素片の向きによって映像が表され、照明光が変調される。所定方向を向いているミラー素片からの光が映像光となり、他の方向を向いているミラー素片からの光は不要な光となる。

プロジェクタ７は、ＤＭＤ７０に照明光を与える照明光学系７１、ＤＭＤ７０からの映像光をスクリーンに投射してスクリーン上に映像を表示する投影光学系７２、および、照明光と投影光を分離する分離光学系７３を備えている。

照明光学系７１は、光源７４、ＩＲ／ＵＶカットフィルタ７５、集光光学系７６、カラーホイール７７、インテグレータロッド７８、リレー光学系７９、および絞り機構８０より成る。光源７４は白色光を発するランプ７４ａと、ランプ７４ａが発した光を平行光とする回転放物面形状のリフレクタ７４ｂとで構成されている。

ＩＲ／ＵＶカットフィルタ７５は、光源７４からの光に含まれる赤外光および紫外光を除去し、集光光学系７６は光源７４からの光をインテグレータロッド７８の入射端面上に結像させる。カラーホイール７７は、それぞれ赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光のみを透過させる３種のフィルターを有しており、回転してＲ光、Ｇ光、Ｂ光を交互に透過させる。

インテグレータロッド７８は、入射端面より内部に入った光を側面で全反射しながら出射端面に導く。インテグレータロッド７８の出射端面の各部位には、入射端面への入射角に応じて側面での全反射の回数が異なる様々な光線が到達する。したがって、出射端面から出射する光の強度分布は均一になる。リレー光学系７９は、インテグレータロッド７８の出射端面からの光をＤＭＤ７０上に結像させる。

絞り機構８０は第１〜第３の実施形態、第１〜第３の参考例の絞り機構１〜６のいずれかであり、光束径を規制する。絞り機構８０は、照明光学系７１の瞳の近傍に配置されている。なお、照明光学系７１の瞳はインテグレータロッド７８の入射端面と光学的に共役であり、投影光学系７２瞳とも共役である。

分離光学系７３は、２つのプリズム８１、８２より成る。プリズム８１、８２は微小距離だけ離間して配置されており両者の間には空隙が存在する。絞り機構８０を経た光は、プリズム８１に入り、プリズム８２に対向する面によって全反射されて、ＤＭＤ７０を照明する照明光となる。

ＤＭＤ７０に入射した照明光は、反射されつつ変調されて、映像を表す映像光となる。ＤＭＤ７０からの映像光は、再度プリズム８１に入り、プリズム８２に対向する面を透過して、プリズム８２も透過する。プリズム８２を透過した映像光は、投影光学系７２に入射する。

投影光学系７２は、複数のレンズ群（不図示）と絞り機構８３より成り、映像光をスクリーンに向けて投射して、ＤＭＤ７０が表示した映像の拡大像をスクリーン上に形成する。絞り機構８３は第１〜第３の実施形態、第１〜第３の参考例の絞り機構１〜６のいずれかであり、光束径を規制する。絞り機構８３は、投影光学系７２の瞳の近傍に配置されている。ＤＭＤ７０によって反射された光のうち映像光以外の不要光は、投影光学系７２に入射しないか、入射しても絞り機構８３によって遮断されて、スクリーン上の映像の質を低下させることはない。

照明光学系７１の絞り機構８０と投影光学系７２の絞り機構８３の開口の大きさを変えることにより、スクリーン上に形成される映像の明るさ（輝度）とコントラストを調節することができる。具体的には、絞り機構８０、８３の開口を大きくすることで、映像の明るさが高くなり、絞り機構８０、８３の開口を小さくすることで、映像のコントラストが高くなる。

本実施形態のプロジェクタ７のように表示部としてＤＭＤを用いる場合、絞り機構８０、８３の小さいときの開口形状を第１〜第３の実施形態、第１〜第３の参考例で示したように非円形とする方が、開口形状を円形とした場合に比べて、同程度のコントラストを実現しながら明るさの減少を最小限に抑えることができる点で、優れている。非円形の開口形状を実現するには、絞り羽根を２つ用いる構成が部品点数が少なくなって有利である。このように絞り羽根の数が少ない場合には、本発明の機構を採用することで、容易に部品点数のさらなる削減を図ることができる。

また、上記機構においては、非円形開口の最大寸法方向の略延長線上に絞り羽根の回転中心を位置させるのが好ましい。これは、絞り機構８０、８３が最大のときの絞り羽根の存在領域の最大寸法を小さくすることができて、絞り機構８０、８３を含む照明光学系７１および投影光学系７２の寸法も小さく抑えることができるようになるからである。

図示しないが、プロジェクタ７は、映像の明るさおよびコントラストを指定するために使用者が操作する操作部と、その指定に応じて絞り機構８０、８３の開口の大きさを制御する絞り制御部を備えている。また、プロジェクタ７は、カラーホイール７７の回転を制御するとともに、カラーホイール７７を透過する光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光のいずれであるかに応じて、ＤＭＤ７０に映像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分を交互に表示させる表示制御部も備えている。これにより、カラー映像が提供される。

第１の参考例の絞り機構の構成を模式的に示す図。 第１の実施形態の絞り機構の構成を模式的に示す図。 第２の実施形態の絞り機構の構成を模式的に示す図。 第２の参考例の絞り機構の構成を模式的に示す図。 第３の実施形態の絞り機構の構成を模式的に示す図。 第３の参考例の絞り機構の構成を模式的に示す図。 第４の実施形態のプロジェクタの光学構成を模式的に示す図。 従来の絞り機構の構成を模式的に示す図。

符号の説明

１、２、３、４、５、６ 絞り機構
１０ 開口
１１ 絞りベース板
１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ ピン
１２ 絞り羽根
１２ａ ギア
１３ 絞り羽根
１３ａ ギア
１４ モータ
１４ａ 回転軸
２０ 開口
２１ 絞りベース板
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ ピン
２１ｅ 孔
２２ 絞り羽根
２２ａ ギア
２２ｂ ギア
２２ｃ 孔
２３ 絞り羽根
２３ａ ギア
２４ モータ
２５ モータギア
２６ Ｅリング
３３ａ 板状部材
３３ｂ ギア部材
４４ モータ
４４ａ 回転軸
４４ｂ ピン
５７ 絞りカバー
６０ 開口
６１ 絞りベース板
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ ピン
６２ 絞り羽根
６２ａ、６２ｂ カム溝
６２ｃ ギア
６４ モータ
６５ モータギア
７ プロジェクタ
７０ ＤＭＤ
７１ 照明光学系
７２ 投影光学系
７３ 分離光学系
７５ ＩＲ／ＵＶカットフィルタ
７６ 集光光学系
７７ カラーホイール
７８ インテグレータロッド
７９ リレー光学系
８０ 絞り機構
８１、８２ プリズム
８３ 絞り機構

Claims (6)

1. 光を通過させる開口を形成する絞り機構であって、開口の縁を規定する部材として開口
   に略沿う方向に移動して位置を変える可動部材を備えて、開口の大きさ、形状および位置
   の少なくとも１つを可変とするものにおいて、
   開口の縁を規定しギアを有する２つの可動部材を備え、
   前記可動部材の少なくとも一方が複数のギアを有し、前記複数のギアは同心でピッチ円
   半径の異なる円弧状であり、前記複数のギアのうちピッチ円半径の小さなギアは他方の可
   動部材のギアと直接連結されていることを特徴とする絞り機構。
2. 前記可動部材の少なくとも一方の移動範囲の両端を規定する手段を備えることを特徴と
   する請求項１に記載の絞り機構。
3. 前記可動部材が板状であって、開口の縁を規定する部分と前記ギアとされている部分と
   を縁に有することを特徴とする請求項１に記載の絞り機構。
4. 前記可動部材の少なくとも一方が、開口の縁を規定する第１の部材と前記ギアが設けら
   れた第２の部材とを固定して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の絞り機構
   。
5. 開口に対して垂直な方向への前記可動部材の移動を規制する手段を備えることを特徴と
   する請求項１に記載の絞り機構。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の絞り機構を備えることを特徴とする
   プロジェクタ。

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