(57)【要約】  【課題】  簡単な構造で遮光部材を実質的に直線運動させることができる絞り機構を備えた投写レンズを提供する。  【解決手段】  絞り機構１は、開口３が形成された固定絞り２と、開口３の遮蔽面積を変化させる可動絞り４と、可動絞り４、及び可動絞り４の外の位置に取り付け可動絞り４を支持する１対の連結部材５，６とを備えており、１対の連結部材５，６は、各取り付け位置における支点７〜１０を中心に回転可能であり、各支点７〜１０を結ぶ４つの直線１１〜１３が平行四辺形又は長方形を形成するように、各支点７〜１０の位置が配置されており、可動絞り４の位置を変化させて開口３の遮蔽面積を調整できる。【選択図】  図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞り機構を内蔵した投写レンズであって、
前記絞り機構は、
開口が形成された固定絞りと、
前記開口の遮蔽面積を変化させる可動絞りと、
前記可動絞り、及び前記可動絞りの外の位置に取り付けられ前記可動絞りを支持する１対の連結部材とを備えており、
前記１対の連結部材は、前記各取り付け位置における支点を中心に回転可能であり、前記各支点を結ぶ４つの直線が平行四辺形又は長方形を形成するように、前記各支点の位置が配置されており、
前記可動絞りの位置を変化させて前記開口の遮蔽面積を調整できることを特徴とする投写レンズ。
【請求項２】
絞り機構を内蔵した投写レンズであって、
前記絞り機構は、
開口が形成された固定絞りと、
前記開口の遮蔽面積を変化させる複数の可動絞りと、
前記各可動絞り、及び前記各可動絞りの外の位置に取り付けられ前記各可動絞りを支持する１対の連結部材とを備えており、
前記１対の連結部材は、前記各取り付け位置における支点を中心に回転可能であり、前記各可動絞りの支点と、前記各可動絞りの外の支点とを結ぶ４つの直線がそれぞれ平行四辺形又は長方形を形成するように、前記各支点の位置が配置されており、
前記各可動絞りが重なり合いながら前記各可動絞りの位置を変化させて前記開口の遮蔽面積を調整できることを特徴とする投写レンズ。
【請求項３】
前記可動絞りは、前記開口の開放部を挟んで対向するように、それぞれ別個に設けており、前記１対の連結部材は、前記別個に設けた各可動絞りを支持するようにそれぞれ別個に設けている請求項１に記載の投写レンズ。
【請求項４】
前記可動絞りは、前記開口の開放部を挟んで対向するように、それぞれ別個に設けており、前記別個に設けた各可動絞りが複数であり、前記１対の連結部材は、前記別個に設けた各可動絞りを支持するように、それぞれ別個に設けている請求項２に記載の投写レンズ。
【請求項５】
前記１対の連結部材に支持された可動絞りは、第１の可動絞りと第２の可動絞りの２つであり、前記遮蔽面積を最大にした状態において、前記第１及び第２の可動絞りにより、前記開口を遮蔽しており、前記開口のうち遮蔽されていない開放部に面した側の可動絞りを前記第１の可動絞りとし、
前記１対の連結部材のいずれかにおいて、前記可動絞りの外の支点と、前記第１の可動絞りの支点とを結ぶ直線の長さをＬＡ、前記可動絞りの外の支点と、前記第２の可動絞りの支点とを結ぶ直線の長さをＬＢとすると、
ＬＢ＜ＬＡ＜２×ＬＢ
の関係を満足する請求項２又は４に記載の記載の投写レンズ。
【請求項６】
前記１対の連結部材に支持された可動絞りは、第１の可動絞りと第２の可動絞りの２つであり、前記遮蔽面積を最大にした状態において、前記第１及び第２の可動絞りにより、前記開口を遮蔽しており、前記開口のうち遮蔽されていない開放部に面した側の可動絞りを前記第１の可動絞りとすると、
前記第１の可動絞りは、前記第２の可動絞り側に面取り部が形成されており、前記第２の可動絞りは、前記面取り部に対応するように延出部が形成されている請求項２、４又は５に記載の投写レンズ。
【請求項７】
前記開口は円形であり、前記可動絞りの形状は、円弧と直線で形成された略半月状である請求項１又は３に記載の投写レンズ。
【請求項８】
前記開口は円形であり、前記遮蔽面積を最大にした状態において、前記各可動絞りで形成される形状は、円弧と直線で形成された略半月状である請求項２、４、５又は６に記載の投写レンズ。
【請求項９】
前記可動絞の位置は、前記可動絞が前記開口を遮蔽していない開放状態の位置から前記開口の遮蔽面積を最大にする位置までの範囲内において設定可能である請求項１から８のいずれかに記載の投写レンズ。
【請求項１０】
前記可動絞が前記開口を遮蔽した状態において、前記可動絞のうち前記開口の開放部に面した部分の形状が曲線を含んでいる請求項１から９のいずれかに記載の投写レンズ。
【請求項１１】
前記可動絞りの外の位置における支点を中心に前記１対の連結部材のいずれかを回転させる動力源を備えている請求項１から１０のいずれかに記載の投写レンズ。
【請求項１２】
歯車同士を噛み合わせたギア機構を備えており、前記動力源はモータであり、前記連結部材の回転は、前記モータの回転による前記ギア機構の駆動によるものである請求項１１に記載の投写レンズ。
【請求項１３】
前記１対の連結部材のいずれかに穴又は溝が形成されており、前記動力源はモータであり、前記穴又は溝に係合する突出部を設け前記モータに回転可能に取り付けられたレバーをさらに備えており、前記連結部材の回転は、前記モータの回転により、前記突出部が前記穴又は溝に係合しつつ前記レバーが回転することによるものである請求項１１に記載の投写レンズ。
【請求項１４】
前記投写レンズは、投写型表示装置に用いるものであり、前記動力源はモータであり、映像信号の輝度信号の強弱に対応した信号を前記モータに送り、前記遮蔽面積を前記映像信号の輝度信号の強弱に対応して変化させる請求項１１に記載の投写レンズ。
【請求項１５】
前記１対の連結部材は、前記可動絞りの位置が変化したときに、前記１対の連結部材の一部が前記可動絞りからはみ出して、前記開口に露出しないように折れ曲がり部分又は湾曲部分がある請求項１から１４のいずれかに記載の投写レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り機構を内蔵した投写レンズに関し、特にライトバルブ上に形成された光学像をスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に用いる投写レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
大画面映像を得るために、ライトバルブに映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。ライトバルブとして、反射型ライトバルブを用いれば、高い解像度と高い画素開口率を両立させることができ、光利用効率の高い高輝度の投写画像を表示できる。
【０００３】
特許文献１には、カバーガラスと外部媒質の空気との界面で発生する反射光が、投写レンズに入射するのを防止するために、照明光学系の光路中に遮光面積を可変できる絞り機構を設けた構成が提案されている。また、特許文献１には、このような絞り機構を投写レンズの入射瞳に直接配置することも提案されている。
【０００４】
また、特許文献２〜４には、絞り機構に関連する技術として、カメラ本体に用いるシャッタ開閉機構の具体的な構造が提案されている。
【特許文献１】国際公開第０２／０８８８４１号パンフレット
【特許文献２】特公昭４４−２４０６６号公報
【特許文献３】特開昭５６−４１２８号公報
【特許文献４】特開昭５４−１３００２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、絞り機構において遮光板を移動させる機構については、前記特許文献１には、モータの回転と連動させて遮光板の位置を変位させるという記載があるに止まり、具体的な機構は開示されていなかった。また、各種ギアを組み合わせてモータの回転を直線運動に変換する各種の技術は知られているが、これらは構造が複雑で部品点数も多く、空間の有効利用という点では有効な構成ではなかった。
【０００６】
また、前記特許文献２〜４に記載の技術は、開口と遮蔽板とを用いることは、絞り機構と共通するが、シャッタ開閉機構に関するものであり、遮蔽板の位置を変化させて開口の遮蔽量を調整するというものではなかった。また、単に遮蔽板を移動させるのではなく、連続した開閉動作が必要になるので、その構造は複雑であった。
【０００７】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、簡単な構造で遮光部材を実質的に直線運動させることができる絞り機構を備えた投写レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の第１の投写レンズは、絞り機構を内蔵した投写レンズであって、前記絞り機構は、開口が形成された固定絞りと、前記開口の遮蔽面積を変化させる可動絞りと、前記可動絞り、及び前記可動絞りの外の位置に取り付けられ前記可動絞りを支持する１対の連結部材とを備えており、前記１対の連結部材は、前記各取り付け位置における支点を中心に回転可能であり、前記各支点を結ぶ４つの直線が平行四辺形又は長方形を形成するように、前記各支点の位置が配置されており、前記可動絞りの位置を変化させて前記開口の遮蔽面積を調整できることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の投写レンズは、絞り機構を内蔵した投写レンズであって、前記絞り機構は、開口が形成された固定絞りと、前記開口の遮蔽面積を変化させる複数の可動絞りと、前記各可動絞り、及び前記各可動絞りの外の位置に取り付けられ前記各可動絞りを支持する１対の連結部材とを備えており、前記１対の連結部材は、前記各取り付け位置における支点を中心に回転可能であり、前記各可動絞りの支点と、前記各可動絞りの外の支点とを結ぶ４つの直線がそれぞれ平行四辺形又は長方形を形成するように、前記各支点の位置が配置されており、前記各可動絞りが重なり合いながら前記各可動絞りの位置を変化させて前記開口の遮蔽面積を調整できることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡単な構造で遮光板を実質的に直線運動させて開口の遮蔽面積を調整することができ、不要光を遮光しつつ明るさの低下を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１の投写レンズによれば、簡単な構造で遮光板を実質的に直線運動させ開口の遮蔽面積を調整することができ、不要光を遮光しつつ明るさの低下を最小限に抑えることができる。本発明の第２の投写レンズによれば、簡単な構造で遮光板を実質的に直線運動させることができることに加えて、絞り機構の小型化に有利になる。
【００１２】
前記第１の投写レンズにおいては、前記可動絞りは、前記開口の開放部を挟んで対向するように、それぞれ別個に設けており、前記１対の連結部材は、前記別個に設けた各可動絞りを支持するようにそれぞれ別個に設けていることが好ましい。
【００１３】
前記第２の投写レンズにおいては、前記可動絞りは、前記開口の開放部を挟んで対向するように、それぞれ別個に設けており、前記別個に設けた各可動絞りが複数であり、前記１対の連結部材は、前記別個に設けた各可動絞りを支持するように、それぞれ別個に設けていることが好ましい。
【００１４】
前記のように、開口の開放部を挟んで対向するように可動絞りを設けた構成によれば、開口を両側から遮蔽することができる。このため、開口の開放部を透過する光線束の断面形状を光軸に対して対称にすることができ、光学性能の向上を図れる。また、遮光すべき光量は各可動絞りで分担されるので、各可動絞りの遮光すべき光量を減らすことができる。
【００１５】
前記第２の投写レンズにおいては、前記１対の連結部材に支持された可動絞りは、第１の可動絞りと第２の可動絞りの２つであり、前記遮蔽面積を最大にした状態において、前記第１及び第２の可動絞りにより、前記開口を遮蔽しており、前記開口のうち遮蔽されていない開放部に面した側の可動絞りを前記第１の可動絞りとし、前記１対の連結部材のいずれかにおいて、前記可動絞りの外の支点と、前記第１の可動絞りの支点とを結ぶ直線の長さをＬＡ、前記可動絞りの外の支点と、前記第２の可動絞りの支点とを結ぶ直線の長さをＬＢとすると、ＬＢ＜ＬＡ＜２×ＬＢの関係を満足することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、開口の開放状態において第１の可動絞りが第２の可動絞りからのはみ出し量が大きくなり絞り機構が大きくなるのを防止でき、開口の遮蔽面積を最大にした状態において、第１の可動絞りと第２の可動絞りとの間に隙間ができるのを防止できる。
【００１７】
また、前記１対の連結部材に支持された可動絞りは、第１の可動絞りと第２の可動絞りの２つであり、前記遮蔽面積を最大にした状態において、前記第１及び第２の可動絞りにより、前記開口を遮蔽しており、前記開口のうち遮蔽されていない開放部に面した側の可動絞りを前記第１の可動絞りとすると、前記第１の可動絞りは、前記第２の可動絞り側に面取り部が形成されており、前記第２の可動絞りは、前記面取り部に対応するように延出部が形成されていることが好ましい。この構成によれば、開口の開放状態において、可動絞りの延出量を抑えることができ、絞り機構の小型化に有利になる。
【００１８】
前記第１の投写レンズにおいては、前記開口は円形であり、前記可動絞りの形状は、円弧と直線で形成された略半月状であることが好ましい。
【００１９】
前記第２の投写レンズにおいては、前記開口は円形であり、前記遮蔽面積を最大にした状態において、前記各可動絞りで形成される形状は、円弧と直線で形成された略半月状であることが好ましい。
【００２０】
前記のような直線を備えた可動絞りによれば、可動絞りの直線部分が平行移動しながら、開口の遮蔽面積を調整できるので、明るさの低下を最小限に抑えながら、コントラストを低下させる不要光を遮光するのに適している。
【００２１】
前記各投写レンズにおいては、前記可動絞の位置は、前記可動絞が前記開口を遮蔽していない開放状態の位置から前記開口の遮蔽面積を最大にする位置までの範囲内において設定可能であることが好ましい。この構成によれば、投写画像のコントラスト性能と光出力とを任意に調整できる。
【００２２】
また、前記可動絞が前記開口を遮蔽した状態において、前記可動絞のうち前記開口の開放部に面した部分の形状が曲線を含んでいることが好ましい。この構成によれば、直線形状では不要光を十分に遮光できない場合に、不要光をより完全に遮光してコントラスト低下を防止することができる。
【００２３】
また、前記第１及び第２の投写レンズにおいては、前記支点のうち、前記可動絞りの外の位置における支点を中心に前記１対の連結部材のいずれかを回転させる動力源を備えていることが好ましい。
【００２４】
また、歯車同士を噛み合わせたギア機構を備えており、前記動力源はモータであり、前記連結部材の回転は、前記モータの回転による前記ギア機構の駆動によるものであることが好ましい。この構成によれば、連結部材の回転を確実に行なうことができ、回転角度の制御も容易になる。
【００２５】
また、前記１対の連結部材のいずれかに穴又は溝が形成されており、前記動力源はモータであり、前記穴又は溝に係合する突出部を設け前記モータに回転可能に取り付けられたレバーをさらに備えており、前記連結部材の回転は、前記モータの回転により、前記突出部が前記穴又は溝に係合しつつ前記レバーが回転することによるものであることが好ましい。この構成によれば、回転駆動のための構成部品を小型化できるので、絞り機構を搭載する際の空間確保に有利になる。
【００２６】
また、前記投写レンズは、投写型表示装置に用いるものであり、前記動力源はモータであり、映像信号の輝度信号の強弱に対応した信号を前記モータに送り、前記遮蔽面積を前記映像信号の輝度信号の強弱に対応して変化させることが好ましい。この構成によれば、輝度信号に応じてコントラストを調整することができる。
【００２７】
また、前記１対の連結部材は、前記可動絞りの位置が変化したときに、前記１対の連結部材の一部が前記可動絞りからはみ出して、前記開口に露出しないように折れ曲がり部分又は湾曲部分があることが好ましい。
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る投写レンズの絞り機構の主要部の概略構成図を示している。本図は絞り機構１を光軸側から見た図である。固定絞り２は、投写レンズの絞り位置に配置され、投写レンズの鏡筒本体に固定されている。固定絞り２には、中心３ａの円形の開口３が形成されている。本実施の形態では、円弧と直線で形成された略半月状の可動絞り４が移動することにより、固定絞り２の開口３の遮蔽面積が変化することになる。
【００３０】
図１Ａは、可動絞り４による遮蔽面積が最大の状態を示している。図１Ｂは、図１Ａに示した絞り機構１において、開口３の遮蔽面積を小さくした状態、図１Ｃは、開口３の開放状態を示している。
【００３１】
図１Ａにおいて、可動絞り４は１対の連結部材５と連結部材６とで支持されており、固定絞り２に連結部材５と連結部材６とを介して取り付けられている。連結部材５、６の一端は、それぞれ支点７、８の位置で固定絞り２に固定されている。支点７、８は、それぞれ連結部材５、６の回転中心となる点である。支点７、８は、固定絞り２に対する位置は不動の固定点である。支点７、８は、例えばシャフトを介して連結部材５、６を固定絞り２に取り付けた場合、シャフトの中心軸上の点である。このことは、以下の支点９、１０についても同様である。
【００３２】
連結部材５、６の他端は、それぞれ支点９、１０の位置で、可動絞り４に取り付けられている。支点９、１０は回転中心となる点であり、連結部材５、６は支点９、１０を中心に回転可能である。支点９、１０は、可動絞り４の移動と一体になって移動するが、可動絞り４に対する位置は不動の固定点である。
【００３３】
図１Ａの状態では、支点７と８とを結ぶ直線１１と、支点９と１０とを結ぶ直線１２とは、それぞれ長さがＬ１で等しくかつ平行である。また、支点７と９とを結ぶ直線１３と、支点８と支点１０とを結ぶ直線１４とは長さがＬ２で等しくかつ平行である。したがって、４つの直線１１〜１４により、平行四辺形又は長方形が形成されていることになり、支点７〜１０この平行四辺形又は長方形の頂点の位置にあることになる。
【００３４】
連結部材５には、ギア機構が取り付けられており、支点７の位置が回転中心となる歯車１５が取り付けられている。歯車１５には歯車１６が噛み合っている。歯車１６には、動力源であるモータ（図示せず）が取り付けられている。モータの回転によるギア機構の駆動により、歯車１６、１５を介して連結部材５を、支点７を中心として回転駆動させることができる。
【００３５】
連結部材５の支点７を中心とした回転に伴い、支点９の位置で連結部材５に取り付けられている可動絞り４も移動することになる。この場合、支点９の回転中心は支点７になる。支点７と支点９とを結ぶ直線１３の距離はＬ２であるので、支点９は支点７を中心とした半径Ｌ２の円弧１７上を移動することになる。
【００３６】
可動絞り４の動きに伴って、支点１０において可動絞り４に取り付けられたと連結部材６も移動することになる。連結部材６は支点８において、固定絞り２に取り付けられているので、支点１０は支点８を中心とした円弧上を移動することになる。すなわち、支点８と支点１０とを結ぶ直線１４の距離はＬ２であるので、支点１０は支点８を中心とした半径Ｌ２の円弧１８上を移動することになる。
【００３７】
支点７及び支点８は固定絞り２上の点であるので、歯車１６が回転してもこれらの位置関係は変化せず、支点７と支点８とを結ぶ直線１１の位置は変化しない。また、可動絞り４が回転しても、直線１３及び直線１４の距離Ｌ２も変化しない。さらに、連結部材６は連結部材５に連動して動くので、連結部材５（直線１３）の支点７を中心とした回転角度と連結部材６（直線１４）の支点８を中心とした回転角度は同じである。
【００３８】
このため、可動絞り４が移動中の状態において、４つの直線１１〜１４で形成される平行四辺形又は長方形は、各辺同士のなす角度は変化するものの、その形状は平行４辺形又は長方形を維持することになる。
【００３９】
図１Ｂは、図１Ａの状態から可動絞り４が移動した状態を示している。可動絞り４の移動に伴い、直線１２は位置の固定された直線１１と平行関係を保ったまま移動することになる。このため直線１２の位置は変化するが、その向きは変化せず、可動絞り４の辺４ａの直線１２に対する角度も変化しない。したがって、破線で示した移動前の辺４ａと移動後の辺４ａとの平行関係も保たれる。この場合、直線の辺４ａが平行移動しながら開口３の遮蔽量が減少することになる。
【００４０】
歯車１６を駆動するモータの回転量に応じて、可動絞り４の移動量が変化することになるので、モータの回転量を制御することにより、開口３の遮蔽面積を調整することができる。
【００４１】
ここで、直線１２は直線１１と平行関係を保ったまま、移動することになるが、前記のように、支点９は円弧１７上を移動し、支点３０は円弧１８上を移動する。このため直線１２の移動は、同一直線上の移動ではない。すなわち、辺４ａは辺４ａと直交する方向に移動しつつ、辺４ａの方向にも移動することになる。この場合、辺４ａの長さを十分大きくしていれば、開口３の外周が可動絞り４の外周からはみ出すことはない。したがって、開口３の遮蔽に関しては、直線１２が同一直線上を移動するように可動絞り４を移動させたのと実質的に同じになる。
【００４２】
図１Ｃは、図１Ｂの状態に比べ、可動絞り４の移動がさらに進行した状態を示している。図１Ｃでは、開口３が開放状態にあり、開口３の遮蔽が不要の場合は、この状態に可動絞り４を保持することになる。また、連結部材６及び連結部材５は、それぞれ一対の支点間に折れ曲がり部分があり、開口３側に凹になるように折れ曲がっている。このことにより、図１Ａから図１Ｃに示したような可動絞り４の移動中において、連結部材６及び連結部材５が可動絞り４からはみ出して、開口３に露出することを防止している。なお、連結部材６及び連結部材５の折れ曲がり部分は湾曲部分であってもよい。
【００４３】
本実施の形態によれば、簡単な構成で可動絞り４の辺４ａを平行移動させることができる。この場合、歯車１６を駆動するモータの回転量を制御することにより、可動絞り４の移動量を制御でき、遮蔽面積を調整することができる。すなわち、可動絞り４の位置は、図１Ｃに示したような可動絞４が開口３を遮蔽していない開放状態の位置から、図１Ａに示したような開口３の遮蔽面積を最大にする位置までの範囲内において設定可能である。このことにより、投写画像のコントラスト性能と光出力とを任意に調整できることになる。
【００４４】
（実施の形態２）
図２Ａは、本発明の実施の形態２に係る投写レンズの絞り機構の主要部の概略構成図を示している。本図は絞り機構を光軸側から見た図である。固定絞り２１は、投写レンズの絞り位置に配置され、投写レンズの鏡筒本体に固定されている。固定絞り２１には、中心２２ａの円形の開口２２が形成されている。図２Ａは、可動絞り２３、２４による遮蔽面積が最大の状態を示している。
【００４５】
本実施の形態は、可動絞りを２枚の可動絞り２３、２４で構成しており、図２Ａの状態では、２枚の可動絞り２３、２４は円弧と直線で形成された略半月状の形状を形成している。詳細は後に説明するが、２枚の可動絞り２３、２４が重なり合いながら移動することにより、円形の開口２２の遮蔽面積が変化することになる。
【００４６】
図２Ｂは、図２Ａに示した絞り機構２０において、開口２２の遮蔽面積を小さくした状態、図２Ｃは、開口２２の開放状態を示している。
【００４７】
図２Ａにおいて、可動絞り２３は１対の連結部材２５と連結部材２６で支持されており、固定絞り２１に連結部材２５と連結部材２６とを介して取り付けられている。連結部材２５、２６の一端は、それぞれ支点２７、２８の位置で固定絞り２１に固定されている。支点２７、２８は、回転軸上の点であり、それぞれ連結部材２５、２６の回転中心となる点であり、固定絞り２１に対する位置は不動の固定点である。支点２７、２８は、例えばシャフトを介して連結部材２５、２６を固定絞り２１に取り付けた場合、シャフトの中心軸上の点である。このことは、以下の支点２９、３０、３１、３２についても同様である。
【００４８】
連結部材２５、２６の他端は、開口２２のうち遮蔽されていない開放部に面した可動絞り２３に、それぞれ支点２９、３０の位置で取り付けられている。支点２９、３０は回転中心となる点であり、連結部材２５、２６は支点２９、３０を中心に回転可能である。支点２９、３０は、可動絞り２３の移動と一体になって移動するが、可動絞り２３に対する位置は不動の固定点である。
【００４９】
図２Ａの状態では、支点２７と２８とを結ぶ直線３３と、支点２９と３０とを結ぶ直線３４とは長さがＬ３で等しくかつ平行である。また、支点２７と２９とを結ぶ直線３５と、支点２８と支点３０とを結ぶ直線３６とは長さがＬＡで等しくかつ平行である。したがって、４つの直線３３〜３６により、平行四辺形又は長方形が形成されていることになる。
【００５０】
連結部材２５には、ギア機構が取り付けられており、支点２７の位置が回転中心となる歯車３７が取り付けられている。歯車３７には歯車３８が噛み合っている。歯車３８には、動力源であるモータ（図示せず）が取り付けられている。モータの回転によるギア機構の駆動により、歯車３８、３７を介して連結部材２５を、支点２７を中心として回転駆動させることができる。
【００５１】
もう一方の可動絞り２４は、支点３１、３２の位置で連結部材２５、２６に取り付けられている。支点３１、３２は回転軸上の点であり、連結部材２５、２６は支点３１、３２を中心に回転可能である。支点３１、３２は可動絞り２４の移動に伴って移動するが、可動絞り２４に対する位置は不動の固定点である。
【００５２】
ここで、図１Ａの絞り機構と図２Ａの絞り機構とを比べてみると、可動絞り４と可動絞り２３の形状は異っているが、開口の中心側の形状は同様である。また、図１Ａにおいて、４つの直線１１〜１４により、平行四辺形又は長方形が形成されているが、図２Ｂにおいては、４つの直線３３〜３６により、平行四辺形又は長方形が形成されている。一方、図２Ａの構成は、図１Ａの構成とは異なり、連結部材２５、２６は、可動絞り２３に取り付けられているだけでなく、支点３１、３２の位置でもう一方の可動絞り２４に取り付けられている。
【００５３】
しかしながら、連結部材２５、２６は光軸方向に位置をずらして配置しているので、可動絞り２３が移動した場合、可動絞り２３と可動絞り２４とが重なり合うようになり、可動絞り２３の移動は可動絞り２４により妨げられることがない。また、連結部材２５、２６はそれぞれ、支点３１、３２を中心に回転可能であり、支点３１、３２の位置に取り付けられた可動絞り２４は、もう一方の可動絞り２３と別個に移動可能である。
【００５４】
すなわち、歯車３８が回転すると可動絞り２３が移動することになるが、この移動は支点３１、３２により拘束されることはなく、その動きは図１Ａに示した可動絞り４の動きと同様のものになる。したがって、図２Ａの構成においても、歯車３８が回転した場合、４つの直線３３〜３６で形成される平行四辺形又は長方形は、各辺同士のなす角度を変化させながら、平行４辺形又は長方形の形状を維持することには変りない。このため、可動絞り２３が移動した場合、直線の辺２３ａが平行移動しながら開口２２の遮蔽量が減少することになる
次に、可動絞り２４についてみると、可動絞り２４は支点３１及び３２の位置で連結部材２５、２６に取り付けられているので、連結部材２５、２６の回転に伴って、可動絞り２４も回転する。より具体的には、図２Ａにおいて、支点２７と支点２８とを結ぶ直線３３と、支点３１と支点３２とを結ぶ直線３９とは長さがＬ３で等しくかつ平行である。また、支点２７と支点３１とを結ぶ直線４０と、支点２８と支点３２とを結ぶ直線４１とは長さＬＢで等しくかつ平行である。したがって、４つの直線３３、４０、３９、４１により、平行四辺形又は長方形が形成されている。
【００５５】
ここで、図１Ａの絞り機構と図２Ａの絞り機構とを比べてみると、可動絞り４と可動絞り２４とは双方共略半月状である。一方、図２Ａの構成は、図１Ａの構成とは異なり、連結部材２５、２６は、可動絞り２３に取り付けられているだけでなく、支点２９、３０の位置でもう一方の可動絞り２３に取り付けられている。
【００５６】
しかしながら、連結部材２５、２６はそれぞれ、支点２９、３０を中心に回転可能である。このため、可動絞り２３についても、その動きは図１Ａに示した可動絞り４の動きと同様のものになり、歯車３８が回転した場合、４つの直線３３、４０、３９、４１で形成される平行四辺形又は長方形は、各辺同士のなす角度を変化させながら、平行４辺形又は長方形の形状を維持することになる。このため、可動絞り２４の移動に伴い、直線の辺２４ａが平行移動することになる
次に前記の構成によれば、支点２９は支点２７を中心とした半径ＬＡの円弧上を移動し、支点３１は支点２７を中心とした半径ＬＢの円弧上を移動する。回転角度をθ（ラジアン）とすると、支点２９の円弧上の移動量Ｄ１は式（１）で表され、支点３１の円弧上の移動量Ｄ２は式（２）で表される。この場合、移動量Ｄ１は可動絞り２３の辺２３ａの平行移動量の近似値、移動量Ｄ２は可動絞り２４の辺２４ａの平行移動量の近似値と考えることができる。
【００５７】
式（１）Ｄ１＝ＬＡ×θ
式（２）Ｄ２＝ＬＢ×θ
ＬＡ＞ＬＢであるので、支点３１の移動量Ｄ２に比べ支点２９の移動量Ｄ１が大きくなり、その差ΔＤは式（３）で表される。
【００５８】
式（３）ΔＤ＝（ＬＡ−ＬＢ）×θ
可動絞り２３と一体の支点２９の移動量と、可動絞り２４と一体の支点３１の移動量とが異なれば、可動絞り２３の辺２３ａの移動量と、可動絞り２４の辺２４ａの移動量も異なることになる。
【００５９】
式（３）より移動量の差は、回転角度が大きくなるにつれて大きくなる。このため、遮蔽面積が最大の初期位置において開口２２のうち遮蔽されていない開放部に面した可動絞り２３の辺２３ａの位置は、回転が進行するにつれて、可動絞り２４の辺２４ａに接近するようになる。すなわち、可動絞り２３と可動絞り２４とが重なり合うようになる。図２Ｂはこの状態を示している。
【００６０】
図２Ｃは、図２Ｂの状態に比べ、回転がさらに進行した状態を示している。図２Ｃでは、開口２２が開放状態にあり、開口２２の遮蔽が不要の場合は、この状態に可動絞り２３、２４を保持することになる。
【００６１】
ここで、前記のようなＬＡ＞ＬＢの関係に加えて、下記の式（４）の関係を満足することが好ましい。
【００６２】
式（４）ＬＢ＜ＬＡ＜２×ＬＢ
Ｌ４の長さが２×ＬＢ以上になると、ＬＢに比べＬＡが長くなり過ぎて、可動絞り２３の移動量が大きくなり過ぎる。この場合、図２Ｃの状態において、可動絞り２３の絞り２４からのはみ出し量が大きくなり過ぎて、絞り機構の小型化に不利になる。また、図２Ｃのように可動絞り２３と可動絞り２４とが重なり合うように設定した場合は、開口２２を遮蔽する方向に可動絞り２３、２４を移動させると、絞り２３の移動量が大きくなり過ぎて、可動絞り２３と可動絞り２４との間に隙間ができてしまう。
【００６３】
本実施の形態は、実施の形態１に比べ可動絞りの枚数が増え、支点の数も増えるものの、歯車を増加させる等の複雑な機構の追加は必要なく、実施の形態１と同様に、簡単な構成で可動絞りの各辺を平行移動させることができる。
【００６４】
また、実施の形態１と同様に、ギア機構に含まれる歯車３８を駆動するモータの回転量を制御することにより、可動絞り２３、２４の移動量を制御でき、開口２２の遮蔽面積を調整することができる。さらに、連結部材２５、２６に折れ曲がり部分又は湾曲部分を設け、連結部材２５、２６の開口２２への露出を防止していることも、実施の形態１と同様である。
【００６５】
本実施の形態は、実施の形態１に比べ、スペースの有効利用が図れる。具体的には、図２Ｃの状態を図１Ｃの状態と比較してみると、図１Ｃでは図１Ａの略半月状の可動絞り４がそのまま開口３の外に移動している。これに対して、遮蔽面積が最大になる図２Ａの状態において略半月状の形状を形成している可動絞り２３、２４は、図２Ｃの状態では可動絞り２３と２４とが重なり合うようになっている。
【００６６】
すなわち、図１Ａの構成と図２Ａの構成において、可動絞りの略半月状の面積を同じにしたとしても、開口の開放状態においては、図２Ａの構成は、図１Ａの構成に比べ、可動絞りの占める面積を小さくすることができる。このため、本実施の形態は、絞り機構の小型化を図ることができ、固定絞り２１の外形寸法に制約がある場合に有利になる。
【００６７】
なお、可動絞りが２枚の例で説明したが、可動絞りを３枚以上とし、連結部材２５、２６を各可動絞りに取り付けるようにしてもよい。
【００６８】
（実施の形態３）
図３Ａは、本発明の実施の形態３に係る投写レンズの絞り機構の主要部の概略構成図を示している。図３Ａに示した絞り機構５０は、可動絞り５１、５２の形状が異なることを除けば、図２Ａに示した絞り機構２０と同様の構成である。
【００６９】
図３Ａは可動絞り５１、５２による遮蔽面積が最大の状態である。この状態において、開口２２のうち遮蔽されていない開放部に面した可動絞り５１には、もう一方の可動絞り５２側の両側に面取り部５３が形成されている。可動絞り５２は、面取り部５３に対応するように、延出部５４が形成されている。
【００７０】
歯車３８を回転させたときの動作は、図２Ａ〜Ｃに示した絞り機構２０と同様であり、２枚の可動絞り５１、５２が重なり合いながら移動することにより、開口２２の遮蔽面積が変化することになる。図３Ｂは、図３Ａに示した絞り機構５０において、開口２２の遮蔽面積を小さくした状態、図３Ｃは、開口２２の開放状態を示している。
【００７１】
本実施の形態に係る絞り機構は、前記実施の形態２に係る絞り機構に比べ、小型化に有利である。具体的には、面取り部５３が形成されていることにより、図３Ｃの開口２２の開放状態において、可動絞り５１及び５２は開口２２の中心２ａを中心とした円５５内にある。これに対して、面取り部５３が形成されていない破線５６で示した形状では、円５６からはみ出してしまう。
【００７２】
すなわち面取り部５３を形成したことにより、開口２２の開放状態における可動絞りの延出量を抑えることができ絞り機構を小型化でき、限られたスペースへの絞り機構の配置に有効になる。
【００７３】
（実施の形態４）
図４Ａは、本発明の実施の形態４に係る投写レンズの絞り機構の主要部の概略構成図を示している。図４Ａに示した絞り機構６０は、図１Ａに示した絞り機構１に可動絞りを追加したものである。図４Ａにおいて、開口３の上側に配置した可動絞り４及びその連結部品は、図１Ａと同様の構成であり同一番号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７４】
連結部材５には、ギア機構が取り付けられており、支点７の位置が回転中心となる歯車７０が取り付けられている。歯車７０には歯車７１が噛み合っている。歯車７１は、動力源であるモータ（図示せず）に取り付けられている。モータにはさらに歯車７２が取り付けられており、モータの回転により歯車７１及び歯車７２が同一回転軸を中心として回転することになる。
【００７５】
歯車７２は歯車７３と噛み合っている。歯車７３はリング状部材の内周にギアが形成されたものであり、この内周部のギアに歯車７２が噛み合っている。なお、歯車７２及び歯車７３のギアの図示は主要部のみとしている。
【００７６】
モータの回転によるギア機構の駆動により、歯車７１、７０を介して連結部材５が支点７を中心として回転することになる。連結部材５の回転による可動絞り４の移動については、実施の形態１で説明した通りである。また、モータの回転により歯車７２が回転し、これに噛み合っている歯車７３も回転することになるが、この動作については後に説明する。
【００７７】
開口３の開放部を挟んで可動絞り４と対向するように、可動絞り６１が配置されている。この配置により、可動絞り６１の直線の辺６１ａが可動絞り４の直線の辺４ａに対向している。連結部材６２、６３の一端はそれぞれ支点６４、６５の位置で固定絞り２に取り付けられており、他端は可動絞り６１に取り付けられている。可動絞り６１側の連結機構は、可動絞り４側のものと同様の構成であり、可動絞り６１の移動動作についても、可動絞り４と同様である。
【００７８】
連結部材６２には、連結部材５と同様にギア機構が取り付けられており、支点６４の位置が回転中心となる歯車７４が取り付けられている。歯車７４には歯車７５が噛み合っている。さらに歯車７６を備えており、歯車７６は歯車７５と回転軸が同一である。
【００７９】
ここで、前記のように、歯車７１の回転により連結部材５が支点７を中心として回転することになるが、同時に歯車７２に噛み合っているリング状の歯車７３も回転することになる。歯車７３が回転すると歯車７６が回転し、これに伴って歯車７５、歯車７４も回転し、連結部材６２が支点６４を中心として回転することになる。
【００８０】
より具体的には、モータの回転駆動により、ギア７１が矢印Ａ方向にすると、これと連動した歯車７０の回転による連結部材５の回転により可動絞り４は開口３が開放する方向に移動する。この場合、リング状の歯車７３は矢印Ｂ方向に回転する。これに伴って、歯車７６及び歯車７５は矢印Ｃ方向に回転し、これと連動した歯車７４の回転による連結部材６２の回転により可動絞り６１は開口３が開放する方向に移動することになる。
【００８１】
図４Ａは可動絞り４、６１による開口３の遮蔽面積が最大の状態を示しており、図４Ｂは、前記のような可動絞り４、６１の移動により、遮蔽面積が小さくなり、開口３の開放部の面積が大きくなった状態を示している。図４Ｃは可動絞り４、６１の移動がさらに進行した状態を示しており、開口３が完全に開放状態になっている。図４Ｃの状態からは歯車７１、７２を回転駆動させるモータの回転を逆転させると、開口３を閉塞させる方向に可動絞り４、６１が移動することになる。
【００８２】
本実施の形態によれば、開口３を両側から遮蔽することができる。このため、開口３の開放部を透過する光線束の断面形状を光軸に対して対称にすることができ、光学性能の向上を図れることになる。また、遮光すべき光量は各可動絞りで分担されるので、各可動絞りの遮光すべき光量を減らすことができる。このように、可動絞りが遮光すべき光量を減らすことができれば、可動絞りを反射率の低い表面状態にできる。例えば、黒色処理することができ、コントラストを向上できる。
【００８３】
なお、リング状のギア７３を用いて、可動絞り４側のギア機構の動きと可動絞り６１側のギア機構の動きを連動させる例で説明したが、歯車７１と歯車７５の双方に動力源を設け、歯車７１、歯車７５の回転制御を別個独立にしてもよい。
【００８４】
また、各可動絞りは図１Ａに示したような可動絞り４に限るものではなく、図２Ａや図３Ａに示したような可動絞りであってもよい。
【００８５】
（実施の形態５）
図５Ａは、本発明の実施の形態５に係る投写レンズの絞り機構の主要部の概略構成図を示している。前記各実施の形態に示した絞り機構がギア機構を用いて連結部材を回転駆動させるのに対して、図５Ａに示した絞り機構８０は、連結部材の回転駆動に突出部であるピンと穴との係合を利用している。
【００８６】
図５Ａに示した絞り機構８０は、図１Ａに示した絞り機構１と可動絞りの連結機構は同様である。したがって、可動絞りの移動動作については双方同様である。このため。図１Ａと同様の構成のものについては、同一番号を付してその詳細な説明は省略し、連結部材の回転駆動機構を中心に説明する。
【００８７】
可動絞り４は、１対の連結部材６、８１により支持されている。連結部材８１には延出部８１ａが形成されており、延出部８１ａには穴８２が形成されている。穴８２には突出部であるピン８３が係合している。ピン８３は、レバー８４の一端に設けられており、レバー８４の他端は、動力源であるモータ８５の回転軸に取り付けられている。なお、図示を分かり易くするために、回転駆動機構の近傍は固定絞り２を破断した状態で図示している。
【００８８】
モータ８５の回転軸が矢印Ｄ方向に回転すると、これに伴ってレバー８４は矢印Ｅ方向に回転し、ピン８３が穴８２と係合しながら、延出部８１ａも矢印Ｅ方向に変位する。この場合、連結部材８１は支点７の位置で固定絞り２に取り付けられているので、延出部８１ａは、支点７を中心に矢印Ｅ方向に回転することになる。この回転により、支点９、１０と一体の可動絞り４は、開口３を開放させる方向に移動することになる。以後モータ８５が回転するにつれて、開口３の開放部の面積が大きくなる。なお、穴８２は長穴にしてピン８３の径より長くしているので、レバー８４の回転移動が穴８２によって妨げられることはない。
【００８９】
図５Ａは可動絞り４による開口３の遮蔽面積が最大の状態を示しており、図５Ｂは、可動絞り４の移動により、開放面積が大きくなった状態を示している。図５Ｃは可動絞り４の移動がさらに進行した状態を示しており、開口３が完全に開放状態になっている。
【００９０】
本実施の形態によれば、ギア機構を用いる場合と比べて駆動力は大きくなるが、ギア機構に比べ構成部品を小型化できるので、絞り機構を搭載する際の空間確保に有利になる。
【００９１】
なお、ピン８３が穴８２に係合する例で説明したが、穴８２に代えて溝にしてもよい。
【００９２】
また、可動絞りは図１Ａに示したような可動絞りに限るものではなく、図２Ａ、図３Ａ、図４Ａに示したような可動絞りであってもよい。
【００９３】
（実施の形態６）
前記各実施の形態においては、可動絞りの形状は、開口の開放部に面した部分の形状が直線の例で説明したが、直線に代えて曲線又は曲線を含む形状にしてもよい。図６（ａ）に示した絞り機構における可動絞り９０は、図１Ａに示した可動絞り４において直線の辺４ａを曲線の辺９０ａとした例である。図６（ｂ）に示した絞り機構における可動絞り９０、９１は、図４Ａに示した構成において，直線の辺４ａを曲線の辺９０ａとし、直線の辺６１ａを曲線の辺９１ａとした例である。
【００９４】
このように、可動絞りの形状を変形させることにより、遮光状態も変化し開口３の開放部を透過する光線束の断面形状も変化することになる。本実施の形態は、例えば直線形状では不要光を十分に遮光できない場合に、曲線形状を用いて不要光をより完全に遮光してコントラスト低下を防止することができる。
【００９５】
なお、本実施の形態を、図１Ａ、図４Ａの構成に基いて説明したが、他の実施の形態に係る絞り機構に基いて構成してもよい。
【００９６】
（実施の形態７）
図７は、実施の形態７に係る投写レンズの断面図を示している。本図に示した投写レンズ１００は、レンズ鏡筒１０１内にレンズ群１０２及び絞り機構１０３が配置されている。絞り機構１０３は、前記実施の形態１〜６のいずれかに係る絞り機構である。投写レンズ１００は、例えばライトバルブ上に形成された光学像をスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に用いることができる。
【００９７】
投写レンズ１００は、絞り機構１０３を備えたことにより、可動絞り１０４の位置を変化させて、開口１０５の遮蔽面積を変化させることができる。前記実施の形態１〜６で説明したように、可動絞り６４が移動すると半月状部材の開放部に面した直線部分又は曲線部分が平行移動するので、開口を同心円状に狭める絞りに比べて、必要光の遮光を抑えることができる。このため、投写レンズ１００内に入射した不要光を遮光しつつ、明るさの低下を最小限に抑えながら、投写画像のコントラスト性能を向上させることができる。
【００９８】
また、投写レンズ１００を投写型表示装置に用いた場合は、映像信号の輝度信号の強弱に対応した信号を可動絞り１０４を駆動するモータに送り、開口１０５の遮蔽面積を映像信号の輝度信号の強弱に対応して変化させるようにしてもよい。この場合、輝度信号の強いときは遮蔽面積を小さくし白レベルの高さを重視し、輝度信号の弱いときはコントラストや黒レベルの低さを重視するように制御すれば、よりコントラスト感の高い表示性能を得ることができる。
【００９９】
なお、前記各実施の形態において、可動絞りが直線又は曲線と円弧で形成される略半月状の例で説明したが、これに限るのものではなく、四角形としてもよい。また、遮蔽対象の開口が円形のものに限らず４角形等のものに用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上のように、本発明によれば、簡単な構造で遮光板を実質的に直線運動させて開口の遮蔽面積を調整することができ、不要光を遮光しつつ明るさの低下を最小限に抑えることができので、本発明の投写レンズは投写型表示装置の投写レンズに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１に係る投写レンズの絞り機構の遮蔽面積が最大の状態における平面図。
【図１Ｂ】図１Ａに示した投写レンズの絞り機構において、可動絞りの移動途中における平面図。
【図１Ｃ】図１Ａに示した投写レンズの絞り機構において、開口が開放状態における平面図。
【図２Ａ】本発明の実施の形態２に係る投写レンズの絞り機構の遮蔽面積が最大の状態における平面図。
【図２Ｂ】図２Ａに示した投写レンズの絞り機構において、可動絞りの移動途中における平面図。
【図２Ｃ】図２Ａに示した投写レンズの絞り機構において、開口が開放状態における平面図。
【図３Ａ】本発明の実施の形態３に係る投写レンズの絞り機構の遮蔽面積が最大の状態における平面図。
【図３Ｂ】図３Ａに示した投写レンズの絞り機構において、可動絞りの移動途中における平面図。
【図３Ｃ】図３Ａに示した投写レンズの絞り機構において、開口が開放状態における平面図。
【図４Ａ】本発明の実施の形態４に係る投写レンズの絞り機構の遮蔽面積が最大の状態における平面図。
【図４Ｂ】図４Ａに示した投写レンズの絞り機構において、可動絞りの移動途中における平面図。
【図４Ｃ】図４Ａに示した投写レンズの絞り機構において、開口が開放状態における平面図。
【図５Ａ】本発明の実施の形態５に係る投写レンズの絞り機構の遮蔽面積が最大の状態における平面図。
【図５Ｂ】図５Ａに示した投写レンズの絞り機構において、可動絞りの移動途中における平面図。
【図５Ｃ】図５Ａに示した投写レンズの絞り機構において、開口が開放状態における平面図。
【図６】本発明の実施の形態６に係る投写レンズの絞り機構の平面図。
【図７】本発明の実施の形態７に係る投写レンズの断面図。
【符号の説明】
【０１０２】
１，２０，５０，６０  絞り機構
２，２１  固定絞り
３，２２  開口
４，２３，２４，５１，５２，６１，９０，９１  可動絞り
５，６，２５，２６，６２，６３，８１  連結部材
７，８，９，１０，２７，２８，２９，３０，３１，３２，６４，６５，６６，６７  支点
１５，１６，３７，３８，７０，７１，７２，７３，７４，７５，７６  歯車
１００  投写レンズ
【図１Ａ】
2005301067.tif 000003
【図１Ｂ】
2005301067.tif 000004
【図１Ｃ】
2005301067.tif 000005
【図２Ａ】
2005301067.tif 000006
【図２Ｂ】
2005301067.tif 000007
【図２Ｃ】
2005301067.tif 000008
【図３Ａ】
2005301067.tif 000009
【図３Ｂ】
2005301067.tif 000010
【図３Ｃ】
2005301067.tif 000011
【図４Ａ】
2005301067.tif 000012
【図４Ｂ】
2005301067.tif 000013
【図４Ｃ】
2005301067.tif 000014
【図５Ａ】
2005301067.tif 000015
【図５Ｂ】
2005301067.tif 000016
【図５Ｃ】
2005301067.tif 000017
【図６】
2005301067.tif 000018
【図７】
2005301067.tif 000019