(57)【要約】【課題】投影装置が設置される場所や向きによらず、一対の遮光板の姿勢を保持するためのエネルギー消費を抑えることができる投影装置用シャッタ装置の提供。【解決手段】投影装置用シャッタ装置１は、遮光板１０及び該遮光板１０を支持する支持部材１１を含む一対の遮光部２と、一対の遮光部２を、遮光板１０の板面に平行な第１方向に直線移動可能に案内する直線案内部３と、一対の遮光部２の第１方向と直交する第２方向の幅内に配置されたピニオンギヤ４１を備え、ピニオンギヤ４１の正逆回転を、第１方向における一対の遮光部２の近接または離間せしめる直線運動に変換する回転直動変換部４と、を有し、ピニオンギヤ４１を中心に、一対の遮光部２が点対称に配置されている。【選択図】図１
2020126110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光板及び該遮光板を支持する支持部材を含む一対の遮光部と、
前記一対の遮光部を、前記遮光板の板面に平行な第１方向に直線移動可能に案内する直線案内部と、
前記一対の遮光部の前記第１方向と直交する第２方向の幅内に配置された歯車を備え、前記歯車の正逆回転を、前記第１方向における前記一対の遮光部の近接または離間せしめる直線運動に変換する回転直動変換部と、を有し、
前記歯車を中心に、前記一対の遮光部が点対称に配置されている、ことを特徴とする投影装置用シャッタ装置。
【請求項２】
前記一対の遮光部は、同じ重量である、ことを特徴とする請求項１に記載の投影装置用シャッタ装置。
【請求項３】
前記直線案内部は、
前記第１方向に延びる案内溝を有するベース部と、
前記案内溝にスライド可能に係合するスライド部と、を有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の投影装置用シャッタ装置。
【請求項４】
前記スライド部は、前記支持部材に一体で設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の投影装置用シャッタ装置。
【請求項５】
前記第２方向において前記案内溝に対向する前記スライド部の一対の側面は、前記案内溝に向かって突状に湾曲している、ことを特徴とする請求項３または４に記載の投影装置用シャッタ装置。
【請求項６】
前記支持部材は、前記第１方向及び前記第２方向とそれぞれ直交する第３方向において、前記ベース部と対向する対向部を備え、
前記対向部の対向面は、前記ベース部に向かって突状に湾曲している、ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の投影装置用シャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影装置用シャッタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、投影装置用シャッタ装置として、下記特許文献１に記載の光量調節装置が知られている。この光量調節装置は、プロジェクターが液晶パネルなどの画像形成手段で形成した画像を投影レンズでスクリーン上に投影する際の光量を調節するものであり、光源からの光を投影する光路の両側縁に互いに略平行に配置された一対の回転支軸に、上記光路の進行方向に回動するように支持された一対の光量調節板（遮光板）を備える。一対の光量調節板は、モータ及び減速機などと接続され、相反する方向に回転する観音開き方式となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の投影装置は、設置の自由度が高く、天井や壁などに取り付けられることが多々ある。したがって、投影装置が設置される場所や向きによっては、一対の遮光板に対して常に開くまたは閉じる方向に荷重（重力など）が作用する場合がある。このような場合、上記従来技術では、一対の遮光板の姿勢を保持するために、モータに常に一定の励磁電流を流す必要があった。また、モータの保持トルクと一対の遮光板の重量によっては、一対の遮光板の姿勢を保持できないといった課題が存在していた。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、投影装置が設置される場所や向きによらず、一対の遮光板の姿勢を保持するためのエネルギー消費を抑えることができる投影装置用シャッタ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の投影装置用シャッタ装置は、遮光板及び該遮光板を支持する支持部材を含む一対の遮光部と、前記一対の遮光部を、前記遮光板の板面に平行な第１方向に直線移動可能に案内する直線案内部と、前記一対の遮光部の前記第１方向と直交する第２方向の幅内に配置された歯車を備え、前記歯車の正逆回転を、前記第１方向における前記一対の遮光部の近接または離間せしめる直線運動に変換する回転直動変換部と、を有し、前記歯車を中心に、前記一対の遮光部が点対称に配置されている、という構成を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、投影装置が設置される場所や向きによらず、一対の遮光板の姿勢を保持するためのエネルギー消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置の正面図である。
【図３】本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置の左側面図である。
【図４】本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置の平面図である。
【図５】本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置の平面図であって、一対の遮光部が開いた状態を示している。
【図６】図４に示す矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図７】本発明の実施形態における支持部材の底面図である。
【図８】本発明の別実施形態における投影装置用シャッタ装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために、例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置１の斜視図である。図２は、本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置１の正面図である。図３は、本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置１の左側面図である。図４は、本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置１の平面図である。図５は、本発明の実施形態における投影装置用シャッタ装置１の平面図であって、一対の遮光部２が開いた状態を示している。
これらの図に示すように、投影装置用シャッタ装置１は、図示しない投影装置の光源から照射された光Ｌの光量を調節する一対の遮光部２と、一対の遮光部２を直線移動可能に案内する直線案内部３と、一対の遮光部２を直線案内部３に沿って移動させる回転直動変換部４と、を備えている。
【００１１】
なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Ｘ軸方向は第１方向（遮光部２が備える遮光板１０の板面に平行な方向）であり、Ｙ軸方向は第２方向（第１方向と直交する方向、光Ｌの光軸方向）、Ｚ軸方向は第３方向（第１方向及び第２方向とそれぞれ直交する方向）である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、一対の遮光部２のそれぞれは、遮光板１０と、遮光板１０を支持する支持部材１１と、を有している。本実施形態では、遮光板１０は取り外し可能な金属部品であり、支持部材１１は樹脂部品である。遮光板１０は、Ｘ−Ｚ平面に沿って延びる板形状を有し、長手方向がＺ軸方向に延びている。本実施形態の遮光板１０は、矩形の板体であるが、光Ｌを遮る領域に、光量を調節するための溝などが形成されていてもよい。
【００１３】
支持部材１１は、Ｘ−Ｙ平面に沿って延びる板体であり、遮光板１０の下端部を支持している。支持部材１１の上面には、遮光板１０を取り付ける取付部１２が上方に向かって突設されている。取付部１２は、図４に示すように、遮光板１０の板面と平行にＸ−Ｚ平面に沿って延びて、遮光板１０の板面に接している。遮光板１０及び取付部１２には、Ｙ軸方向に貫通する図示しない貫通孔が形成され、該貫通孔に挿入されたボルト１３及びナット１４によって取付部１２に遮光板１０が固定されている。
【００１４】
直線案内部３は、上記一対の遮光部２を、遮光板１０の板面に平行な第１方向（Ｘ軸方向、光軸方向と直交する光軸直交方向とも言う）に直線移動可能に案内するものであり、第１方向に延びる案内溝２１を有するベース部２０と、案内溝２１にスライド可能に係合するスライド部２２（図１参照）と、を有している。ベース部２０は、Ｘ−Ｙ平面に沿って延びる板体であり、支持部材１１を支持する上面に、一対の案内溝２１が形成されている。
【００１５】
スライド部２２は、図１に示すように、案内溝２１と対向する支持部材１１の下面から下方に向かって突設されている。本実施形態のスライド部２２は、支持部材１１と一体で形成されている。なお、スライド部２２は、支持部材１１と別体で形成され、支持部材１１に後から取り付け可能な別部品であってもよい。
【００１６】
図６は、図４に示す矢視Ａ−Ａ断面図である。図７は、本発明の実施形態における支持部材１１の底面図である。
図６に示すように、スライド部２２の下端部は、丸みを帯びており、案内溝２１の底部に接触している。スライド部２２は、Ｚ軸方向において、案内溝２１よりも長く形成され、支持部材１１の下面をベース部２０に対して非接触状態で支持している。
【００１７】
スライド部２２は、図７に示すように、支持部材１１の下面において、Ｘ軸方向において離間した２箇所（Ｘ軸方向の両端部）に一対で設けられている。スライド部２２は、Ｙ軸方向（第２方向）において案内溝２１に対向する一対の側面２２ａを有している。一対の側面２２ａは、案内溝２１に向かって突状に湾曲している。つまり、スライド部２２は、図７に示す底面視で、Ｘ軸方向に長軸が延び、Ｙ軸方向に短軸が延びる略楕円形（もしくは樽型）に形成されている。
【００１８】
支持部材１１のＸ軸方向における一対のスライド部２２の幅内には、対向部５０が配置されている。対向部５０は、Ｘ軸方向において離間した２箇所に形成されている。本実施形態の対向部５０は、図１及び図３に示すように、ベース部２０の側端縁を抱え込むコの字（もしくはＵ字）形状に形成され、ベース部２０をＺ軸方向（第３方向）において挟持している。つまり、対向部５０は、少なくともＺ軸方向において、ベース部２０と対向している。なお、ベース部２０の側端縁は、案内溝２１と平行にＸ軸方向に延びている。また、本実施形態の対向部５０は、支持部材１１と一体で形成されており、樹脂成形の際のヒケを避けるための肉盗み５１が形成されている。
【００１９】
対向部５０は、図６に示すように、ベース部２０の上面に対向する第１対向部５２と、ベース部２０の下面に対向する第２対向部５３と、第１対向部５２と第２対向部５３を接続し、ベース部２０の側端面に対向する第３対向部５４と、を有している。第１対向部５２及び第２対向部５３は、ベース部２０に向かって突状に湾曲した一対の対向面５２ａ，５３ａを形成している。一対の対向面５２ａ，５３ａは、ベース部２０の上面と下面に接触している。一方、第３対向部５４は、ベース部２０の側端面に対して空間をあけて配置され、ベース部２０とは非接触状態である。
【００２０】
図４に示すように、一対の遮光部２の第１方向（Ｘ軸方向）と直交する第２方向（Ｙ軸方向）の幅内には、回転直動変換部４のピニオンギヤ４１（歯車）が配置されている。ピニオンギヤ４１は、ベース部２０のＸ軸方向の寸法の中間位置、且つ、Ｙ軸方向の寸法の中間位置、すなわちベース部２０の中心に配置されている。ベース部２０の中心には、ピニオンギヤ４１の回転軸４１ａを通す貫通孔２３が形成されている。
【００２１】
ベース部２０における貫通孔２３のＸ軸方向の両側には、ベース部２０にモータ４３（図２及び図３参照）を取り付けるための取付孔２４が形成されている。モータ４３は、取付孔２４に挿通された取付ボルト４４によって、ベース部２０の下面に固定されている。本実施形態のモータ４３は、取付ボルト４４が螺合するフランジ部４３ａを有し、フランジ部４３ａがベース部２０の下面に接している。図４に示すように、取付孔２４には、取付ボルト４４より一回り大きな座ぐりが形成され、取付ボルト４４のヘッド部を収容している。
【００２２】
また、ベース部２０には、図４に示すように、中央以外のコーナー部にも貫通孔２５が形成されている。この貫通孔２５は、図示しない投影装置の筐体などにベース部２０を固定するための固定孔である。なお、本実施形態のベース部２０には、貫通孔２５の対角線上にコーナー部が無いが、該対角線上に同じようなコーナー部を設けて貫通孔２５を形成しても構わない。
【００２３】
回転直動変換部４は、上記ピニオンギヤ４１と、ピニオンギヤ４１に噛み合う一対のラック４２と、ピニオンギヤ４１の回転軸４１ａに接続されたモータ４３と、を有している。回転直動変換部４は、ピニオンギヤ４１の正逆回転を、第１方向（Ｘ軸方向）における一対の遮光部２の近接または離間せしめる直線運動に変換するものである。本実施形態の回転直動変換部４は、減速機を介さずにピニオンギヤ４１の回転軸４１ａとモータ４３とを接続したダイレクトドライブ方式を採用している。
【００２４】
一対のラック４２は、図４に示すように、ピニオンギヤ４１を挟んでＹ軸方向において対向し、且つ、Ｘ軸方向に平行に延びる一対の支持部材１１の対向面のそれぞれに設けられている。本実施形態のラック４２は、支持部材１１と一体で形成されている。なお、ラック４２は、支持部材１１と別体で形成され、支持部材１１に後から取り付け可能な別部品であってもよい。
【００２５】
上記構成の回転直動変換部４によれば、モータ４３を介してピニオンギヤ４１を回転させることで、ピニオンギヤ４１に噛み合う一対のラック４２（支持部材１１）を、Ｘ軸方向において相反する方向に移動させることができる。つまり、一対の遮光部２は、ピニオンギヤ４１の正逆回転によって、図４及び図５に示すように、Ｘ軸方向において近接または離間する。
【００２６】
図４に示すように、一対の遮光部２がＸ軸方向において近接したとき、光Ｌ（図１及び図２参照）の光路が遮光板１０によって遮られ（絞られ）、光Ｌの光量が減少する。なお、光Ｌを完全に遮光する場合は、一対の遮光板１０がＹ軸方向で一部重なっていてもよい（一対の遮光板１０がオーバーラップしていてもよい）。また、図５に示すように、一対の遮光部２がＸ軸方向において離間したとき、光Ｌの絞りが小さくなり、光Ｌの光量が増加する。
【００２７】
上記一対の遮光部２は、図４及び図５に示すように、ピニオンギヤ４１を中心に点対称に配置されている。また、一対の遮光部２は、同じ重量である。本実施形態の遮光部２の重量とは、遮光板１０、支持部材１１、ボルト１３、及びナット１４を含む重量である。さらに、本実施形態では、一対の遮光部２の構成が全く同じであるため、一対の遮光部２の重心位置も、ピニオンギヤ４１を中心に点対称に配置されている。
【００２８】
上記構成の投影装置用シャッタ装置１によれば、仮に、投影装置が壁などに設置され、一対の遮光部２に対して第１方向（Ｘ軸方向）に荷重（重力など）が作用した場合、一方の遮光部２のうち、一方の遮光部２（例えば、図４の紙面下側の遮光部２）が第１方向の一方側（例えば、図４の紙面右側）に移動しようとしても、他方の遮光部２（図４の紙面上側の遮光部２）も同様に第１方向の一方側に移動しようとするため、ピニオンギヤ４１を介して一方の遮光部２の移動にブレーキ（規制）がかかる。他方の遮光部２が移動しようとした逆の場合も同様である。つまり、ピニオンギヤ４１を中心に、一対の遮光部２が点対称に配置されているため、一対の遮光部２を移動させようとする荷重の相殺が生じ、結果、一対の遮光部２の姿勢の保持に必要なモータ４３の励磁電流を少なくすることができる。
【００２９】
また、本実施形態のように、一対の遮光部２が同じ重量である場合、一対の遮光部２を移動させようとする荷重が釣り合うため、一対の遮光部２の姿勢の保持に必要なモータ４３の励磁電流を、理論上ゼロにすることが可能である。さらに、ピニオンギヤ４１を中心に、一対の遮光部２が点対称に配置されていることで、ピニオンギヤ４１に係る荷重が常に等しくなり、小さなトルクで一対の遮光部２を駆動させることが可能となる。したがって、減速機を介さずにピニオンギヤ４１とモータ４３を接続するダイレクトドライブ方式を採用でき、低コスト化及び軽量化、そして高速化に寄与できる。
【００３０】
また、本実施形態では、図１に示すように、直線案内部３は、第１方向に延びる案内溝２１を有するベース部２０と、案内溝２１にスライド可能に係合するスライド部２２と、を有している。この構成によれば、ベース部２０の案内溝２１に対するスライド部２２の滑り案内によって、一対の遮光部２を高精度で直線案内することができる。
また、本実施形態のように、スライド部２２が、支持部材１１に一体で設けられることで、組み立て部品の累積誤差が減り、一対の遮光部２をより高精度で直線案内することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、図７に示すように、第２方向（Ｙ軸方向）において案内溝２１に対向するスライド部２２の一対の側面２２ａは、案内溝２１に向かって突状に湾曲しているため、スライド部２２の案内溝２１に対する摩擦（接触面積）を減らし、第１方向（Ｘ軸方向）における遮光部２（支持部材１１）の移動を滑らかにすることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、図６に示すように、支持部材１１は、第１方向及び第２方向とそれぞれ直交する第３方向（Ｚ軸方向）において、ベース部２０と対向する対向部５０を備え、対向部５０の対向面５２ａ，５３ａは、ベース部２０に向かって突状に湾曲している。この構成によれば、スライド部２２と同様に、ベース部２０に対する摩擦（接触面積）を減らし、第１方向（Ｘ軸方向）における遮光部２（支持部材１１）の移動を滑らかにすることができる。
【００３３】
このように、上述した本実施形態によれば、遮光板１０及び該遮光板１０を支持する支持部材１１を含む一対の遮光部２と、一対の遮光部２を、遮光板１０の板面に平行な第１方向に直線移動可能に案内する直線案内部３と、一対の遮光部２の第１方向と直交する第２方向の幅内に配置されたピニオンギヤ４１を備え、ピニオンギヤ４１の正逆回転を、第１方向における一対の遮光部２の近接または離間せしめる直線運動に変換する回転直動変換部４と、を有し、ピニオンギヤ４１を中心に、一対の遮光部２が点対称に配置されている、という構成を採用することによって、投影装置が設置される場所や向きによらず、一対の遮光板１０の姿勢を保持するためのエネルギー消費を抑えることが可能となる。
【００３４】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３５】
例えば、図８に示す投影装置用シャッタ装置１のように、移動しない固定の遮光板６０を備えていてもよい。遮光板６０は、移動可能な一対の遮光部２の第２方向（Ｙ軸方向）の幅内であって、ピニオンギヤ４１のＸ軸方向両側（より詳しくは、上述した取付孔２４（図４参照）よりもＸ軸方向外側）にそれぞれ配置されている。遮光板６０の下端部は、ベース部２０に形成された嵌合溝６１に嵌合している。嵌合溝６１は、Ｘ軸方向に直線状に延びている。この構成によれば、遮光部２に搭載する遮光板１０の重量を小さくすることが可能である。
【００３６】
また、例えば、上記実施形態では、直線案内部３が一対の遮光部２を滑り案内する構成について説明したが、直線案内部３が一対の遮光部２を転がり案内する構成であってもよい。例えば、直線案内部３が、第１方向に延びる軌道レールと、軌道レールに沿って移動可能にボールを介して組み付けられたスライダブロックと、を備え、該スライダブロックに遮光部２を取り付ける構成であっても構わない。
【００３７】
また、例えば、上記実施形態では、一対の遮光部２に設けられた遮光板１０が同じ大きさ同じ重量であったが、遮光板１０の大きさ、重量が多少異なっていても構わない。
【符号の説明】
【００３８】
１…投影装置用シャッタ装置、２…遮光部、３…直線案内部、４…回転直動変換部、１０…遮光板、１１…支持部材、２０…ベース部、２１…案内溝、２２…スライド部、２２ａ…側面、４１…ピニオンギヤ（歯車）、５０…対向部、５２ａ…対向面、５３ａ…対向面
【図１】
2020126110.tif 000003
【図２】
2020126110.tif 000004
【図３】
2020126110.tif 000005
【図４】
2020126110.tif 000006
【図５】
2020126110.tif 000007
【図６】
2020126110.tif 000008
【図７】
2020126110.tif 000009
【図８】
2020126110.tif 000010