(57)【要約】【課題】遮光羽根の摺動による不具合の発生しない光量調整装置を提供する。【解決手段】第１固定部材２と第２固定部材３との間に、複数のカム溝１６を設けた回転部材４を光軸Ｘを中心に回転可能に配設し、回転部材４と第１固定部材２との間に、第１固定部材上に光軸と直交する方向に揺動可能に枢支され、カム溝に係合するカムフォロワ１１を備える複数の第１遮光羽根５を、光軸Ｘ周りに等間隔環状に配設し、回転部材４と第２固定部材３との間に、第２固定部材上に光軸Ｘと直交する方向に揺動可能に枢支され、カム溝１６に係合するカムフォロワ１３を備える複数の第２遮光羽根６を光軸Ｘ周りに等間隔環状に配設し、回転部材４の回転によって、複数の第１遮光羽根５および複数の第２遮光羽根６を、それぞれ、互いに非接触に揺動させる。【選択図】図１
2009271402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路の光軸周りに環状に複数配設され、前記光軸に垂直な１つの面に沿ってそれぞれ互いに非接触な範囲内で前記光路に協調して突出または後退するように揺動可能に枢支された第１遮光羽根と、
前記光軸周りに環状に複数配設され、前記光軸に垂直な前記第１遮光羽根と異なる１つの面に沿ってそれぞれ互いに非接触な範囲内で前記光路に協調して突出または後退するように揺動可能に枢支された第２遮光羽根とを有し、
前記第２遮光羽根は、前記光軸方向から見て、前記第１遮光羽根同士の前記光軸周りの円周方向の隙間を埋めるように、前記第１遮光羽根と互い違いに配置されていることを特徴とする光量調節装置。
【請求項２】
前記前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根の前記光軸方向前後および中間に、前記光路を開放する開口が形成された第１部材、第２部材および第３部材をさらに有し、
前記第１遮光羽根は、第１部材、第２部材および第３部材のいずれかに枢支され、第１部材、第２部材および第３部材の他いずれかに設けたカム溝に係合するカムフォロワを備え、
前記第２遮光羽根は、第１部材、第２部材および第３部材のいずれかに枢支され、第１部材、第２部材および第３部材の他のいずれか設けたカム溝に係合するカムフォロワを備え、
前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根は、前記第１部材、前記第２部材および前記第３部材の少なくともいずれかの前記光軸周りの回転によって揺動することを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
【請求項３】
前記第１遮光羽根は、前記第１部材に枢支され、前記第２部材に設けたカム溝に係合し、前記第２部材の前記光軸周りの回転によって揺動し、
前記第２遮光羽根は、前記第３部材に枢支され、前記第２部材に設けたカム溝に係合し、前記第２部材の前記光軸周りの回転によって揺動することを特徴とする請求項２に記載の光量調節装置。
【請求項４】
前記第１遮光羽根は、前記第２部材に枢支され、前記第１部材に設けたカム溝に係合し、前記第２部材の前記光軸周りの回転によって揺動し、
前記第２遮光羽根は、前記第２部材に枢支され、前記第３部材に設けたカム溝に係合し、前記第２部材の前記光軸周りの回転によって揺動することを特徴とする請求項２に記載の光量調節装置。
【請求項５】
前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根は、全て、前記光路を遮断する遮光形状が同一であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の狭量調節装置。
【請求項６】
前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根の少なくともいずれかは、互いの光路中心側の先端部を受け入れる切欠きが設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光量調整装置。
【請求項７】
前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根は、耐熱塗装が施されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光量調整装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の光量調整装置を有することを特徴とする光学装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の光量調整装置を有することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光量調整装置、並びに、光量調整装置を有する光学装置およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光量調整装置（絞り）は略同一平面上に、互いに重なり合うように環状に配置された遮光羽根を有し、遮光羽根が互いに摺動して揺動して光路の大きさを可変することにより光量を調整する。特許文献１および２には、２組の遮光羽根が光軸方向に分離して配置された光量調整装置が記載されている。
【０００３】
近年の光学装置、特にプロジェクタなどでは、大出力でありながら小型軽量のものが求められている。そのような光学装置に使用される光量調整装置の遮光羽根は、出力の大きな光線を遮光することで加熱される。遮光羽根は加熱されると互いの摺接力が変化し、開閉に不具合が生じることがあった。また、加熱により遮光羽根が変形してしまう場合もあった。
【０００４】
特許文献３には、遮光羽根が加熱される場合の問題を低減するために、遮光羽根に線条リブを設けて加熱時の変形を防ぐと共に、接触面積を低減した光量調整装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−９０７５２号公報
【特許文献２】特開２０００−２５００９３公報
【特許文献３】特開２００６−２３３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記問題点に鑑みて、本発明は、遮光羽根の摺動による不具合の発生しない光量調整装置、並びに、遮光羽根の摺動による不具合の発生しない光学装置およびプロジェクタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明による光量調整装置は、光路の光軸周りに環状に複数配設され、前記光軸に垂直な１つの面に沿ってそれぞれ互いに非接触な範囲内で前記光路に協調して突出または後退するように揺動可能に枢支された第１遮光羽根と、前記光軸周りに環状に複数配設され、前記光軸に垂直な前記第１遮光羽根と異なる１つの面に沿ってそれぞれ互いに非接触な範囲内で前記光路に協調して突出または後退するように揺動可能に枢支された第２遮光羽根とを有し、前記第２遮光羽根は、前記光軸方向から見て、前記第１遮光羽根同士の前記光軸周りの円周方向の隙間を埋めるように、前記遮光羽根と互い違いに配置されているものとする。
ものとする。
【０００７】
この構成によれば、第１遮光羽根の群と、第２遮光羽根の群との２つの群によって光線を遮光するので、第１遮光羽根の隙間を抜けた光線を第２の遮光羽根で遮光できる。このため、第１遮光羽根および第２遮光羽根をそれぞれ隙間を空けて配設し、互いに接触する部分を小さくして、遮光羽根の摺動による変形などの不具合を低減できる。
【０００８】
また、本発明の光量調整装置は、前記前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根の前記光軸方向前後および中間に、前記光路を開放する開口が形成された第１部材、第２部材および第３部材をさらに有し、前記第１遮光羽根は、第１部材、第２部材および第３部材のいずれかに枢支され、第１部材、第２部材および第３部材の他いずれかに設けたカム溝に係合するカムフォロワを備え、前記第２遮光羽根は、第１部材、第２部材および第３部材のいずれかに枢支され、第１部材、第２部材および第３部材の他のいずれか設けたカム溝に係合するカムフォロワを備え、前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根は、前記第１部材、前記第２部材および前記第３部材の少なくともいずれかの前記光軸周りの回転によって揺動してもよい。
【０００９】
この構成によれば、第１遮光羽根および第２遮光羽根がそれぞれ互いに接触しないので、それらの接触による不具合が発生しない。
【００１０】
また、本発明の光量調整装置において、前記第１遮光羽根は、前記第１部材に枢支され、前記第２部材に設けたカム溝に係合し、前記第２部材の前記光軸周りの回転によって揺動し、前記第２遮光羽根は、前記第３部材に枢支され、前記第２部材に設けたカム溝に係合し、前記第２部材の前記光軸周りの回転によって揺動してもよく、また、前記第１遮光羽根は、前記第２部材に枢支され、前記第１部材に設けたカム溝に係合し、前記第２部材の前記光軸周りの回転によって揺動し、前記第２遮光羽根は、前記第２部材に枢支され、前記第３部材に設けたカム溝に係合し、前記第２部材の前記光軸周りの回転によって揺動してもよい。
【００１１】
これらの構成によれば、第１遮光羽根および第２遮光羽根の両方に隣接して配置された第２部材によって第１遮光羽根および第２遮光羽根を揺動させるので駆動力の伝達が用意であり、第１遮光羽根および第２遮光羽根を枢支する構造と、第１遮光羽根および第２遮光羽根を揺動させるカム構造とが干渉しない。
【００１２】
また、本発明の光量調整装置において、前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根は、全て、前記光路を遮断する遮光形状が同一であってもよい。
【００１３】
この構成によれば、部品の種類が少なくてすむ。
【００１４】
また、本発明の光量調整装置において、前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根の少なくともいずれかに、互いの光路中心側の先端部を受け入れる切欠きを設けることで、前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根の接触を避けながら、光路の最小径を小さくすることができる。
【００１５】
また、本発明の光量調整装置は、前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根が互いに摺接しないようにできるので、前記第１遮光羽根および前記第２遮光羽根に耐熱性の艶消し塗装を施して、光量調整装置内での光の反射を防ぎ、意図しない反射光の写り込みを排除することができる。
【００１６】
また、本発明の光学装置およびプロジェクタは、前記光量調整装置のいずれかを有するものとする。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、第１遮光羽根の群と第２遮光羽根の群とを設けたので、第１遮光羽根および第２遮光羽根をそれぞれ隙間を空けて配設しても、一方の群の隙間を他方の群がカバーするので、第１遮光羽根同士および第２遮光羽根同士をそれぞれ非接触にすることができる。このため、第１遮光羽根や第２遮光羽根の摺動による変形や動作不良等の不具合が防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の光量調整装置（絞り装置）１の分解斜視図、図２は、光量調整装置１の断面図、そして、図３は、光量調整装置１の正面図である。光量調整装置１は、第１固定部材２と、第２固定部材３と、回転部材４と、３枚の第１遮光羽根５と、３枚の第２遮光羽根６とを有する。
【００１９】
第１固定部材２および第２固定部材３は、例えば、樹脂を成型してなり、互いに固定されて内部に空間を形成するようになっている。また、第１固定部材２および第２固定部材３は、それぞれ、光路を形成するために、光軸Ｘを中心とする円形の開口７，８が設けられている。また、第１固定部材２と第２固定部材３とが形成する内部空間には、回転部材４が光軸Ｘを中心に回転可能に収容され、さらに、第１固定部材２と回転部材４との隙間に３枚の第１遮光羽根５が、第２固定部材３と回転部材４との隙間に３枚の第２遮光羽根６が収容される。
【００２０】
第１遮光羽根５および第２遮光羽根６は、全て同一形状の、例えば薄いアルミニウム板からなる羽根であり、耐熱性の艶消し塗装がなされている。また、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６は、それぞれ、３枚が、光軸Ｘに直交する同一平面上に、互いに接触しないように（光軸Ｘ方向から見て重なり合わないように）配置される。さらに、第１遮光羽根５は、第１固定部材２側に突出する枢支軸１０と、回転部材４側に突出する軸状のカムフォロワ１１とを有し、第２遮光羽根６は、第２固定部材３側に突出する枢支軸１２と、回転部材４側に突出する軸状のカムフォロワ１３とを有する。
【００２１】
第１固定部材２は、第１遮光羽根５の枢支軸１０を受け入れる枢支穴１４を有し、第２固定部材３は、２遮光羽根６の枢支軸１２を受け入れる枢支穴１５を有する。枢支穴１４および枢支穴１５は、それぞれ、第１固定部材２および第２固定部材３上に等間隔に、つまり、光軸Ｘ周りに１２０°毎に形成されている。さらに、枢支穴１４と枢支穴１５とは、光軸Ｘ方向から見て互い違いに、つまり、６０°ずらして設けられている。
【００２２】
回転部材４は、例えば金属板からなり、光路を形成するために、光軸Ｘを中心とする円形の開口９が設けられている。また、回転部材４は、第１遮光羽根５のカムフォロワ１１をおよび第２遮光羽根６のカムフォロワ１３をそれぞれ受け入れる６本のカム溝１６が、光軸Ｘ周りに等間隔（６０°毎）環状に配列し、且つ、回転部材４を貫通して形成されている。さらに、回転部材４は、第１固定部材２と第２固定部材３との隙間から突出し、不図示のモータによって駆動される駆動歯車１７と咬合するギア１８を有している。
【００２３】
第１遮光羽根５および第２遮光羽根６は、枢支穴１４または枢支穴１５に枢支された枢支軸１０，１２を中心に揺動可能であるが、カムフォロワ１１，１３がカム溝１６に係合して揺動位置が定められる。回転部材４は、図４に示すように、カムフォロワ１１，１３がカム溝１６の一端に当接する狭窄位置と、図５に示すように、カムフォロワ１１，１３がカム溝１６の他端に当接する拡大位置との間で回動し、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６を均一に揺動させられる。
【００２４】
回転部材４が拡大位置から狭窄位置に近付くに従って、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６の枢支軸１１，１３から遠い先端部分は、隣接する第１遮光羽根５または第２遮光羽根６に接近してゆくが、狭窄位置においても、第１遮光羽根５同士およびは第２遮光羽根６同士が接触しないようになっている。また、光路外周部において、第１遮光羽根５間の隙間には、第２遮光羽根６が位置し、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６が協調して、光軸Ｘを中心にした円形に近い部分のみを光が通過できるように光路の大きさを制限する。
【００２５】
このように、複数の第１遮光羽根５を同一平面内に互いに非接触に配置し、複数の第２遮光羽根６を異なる平面内に互いに非接触に配置したことで、つまり、光路を規制する羽根を２つの群に分けて、光軸Ｘ方向から見て、円周方向に互いの隙間を塞ぎ合うように相補的に配設したことによって、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６は、光路の外側部分を連続的に遮光しながら、互いに摺接し合うことがない。このため、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６には、曲げ応力が作用せず、自身の弾性力によって他の部材と強く接触して強い摩擦を受けることもない。従って、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６は、強い光線が当たって高温になっても、変形することがなく、塗装の塗りむらによって動作が不安定になったり、摩擦で塗装が剥がれたりする心配もない。これにより、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６は、薄いアルミニウムのような柔らかい材料で形成することが可能であり、反射の極めて少ない塗料を塗装することもできる。
【００２６】
続いて、図６に、本発明の第２実施形態の光量調整装置１ａを示す。なお、以降の説明において、第１実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付して重複する説明を省略する。この光量調整装置１ａでは、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６に、隣接する第１遮光羽根５または第２遮光羽根６の先端部を受け入れる切欠１９が設けられている。このため、図示するように、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６を互いに当接させることなく、光路をより小さい口径にまで絞り込むことが可能になっている。
【００２７】
さらに、図７に、本発明の第３実施形態の光量調整装置１ｂを示す。本実施形態において、第１遮光羽根５の枢支軸１０および第２遮光羽根６の枢支軸１２は、回転部材４に向かって突出して設けられ、カムフォロワ１１は第１固定部材２に向かって突出し、カムフォロワ１３は第２固定部材３に向かって突出して設けられている。これに合わせて、回転部材４には、枢支軸１０，１２を受け入れる６つの枢支穴２０が、光軸Ｘ周りに均等に形成されている。また、第１固定部材２の内壁には、第１遮光羽根５のカムフォロワ１１がそれぞれ係合する３本の不図示のカム溝が光軸Ｘ周りに均等に設けられ、第２固定部材３の内壁には、第２遮光羽根６のカムフォロワ１３がそれぞれ係合する３本のカム溝２１が光軸Ｘ周りに均等に設けられている。
【００２８】
本実施形態では、回転部材４の回動によって、第１遮光羽根５の枢支軸１０および第２遮光羽根６の枢支軸１２が光軸Ｘ周りに回動し、これによって、第１遮光羽根５のカムフォロワ１１が第１固定部材２のカム溝内を、第２遮光羽根６のカムフォロワ１３が第２固定部材３のカム溝２１内を移動し、これによって、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６が枢支軸１０，１２周りに揺動し、光路を拡大または狭窄して通過する光量を任意に調整できる。
【００２９】
以上の実施形態では、回転部材４に第１遮光羽根５および第２遮光羽根６を揺動させるためのカム溝１６、または、第１遮光羽根５および第２遮光羽根を枢支するための枢支穴２０が設けられているが、回転部材４に第１遮光羽根５および第２遮光羽根６のいずれか一方を揺動させるためのカム溝１６と、第１遮光羽根５および第２遮光羽根６のいずれか一方を枢支するための枢支穴２０とを設けてもよい。
【００３０】
また、以上の実施形態では、第１遮光羽根５と第２遮光羽根６との間に第１遮光羽根５および第２遮光羽根６を揺動させるための回転部材４を配置しているが、上記実施形態の第１固定部材２および／または第２固定部材３の位置に、１遮光羽根５および第２遮光羽根６を揺動させるために光軸Ｘ周りに回転する部材を配置してもよい。この場合に、回転部材４のような開口を有する板状部材に替えて、第１遮光羽根５と第２遮光羽根６とを異なる平面に配置するためのスペーサを用いてもよい。
【００３１】
図８に、図１の光量調整装置を備える光学装置の一例として、プロジェクタ２２の構成を簡単に示す。プロジェクタ２２は、ランプ２３と、コンデンサーレンズ２４と、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ２５と、カラーホイール２６と、インテグレータロッド２７と、リレー光学系２８と、上述の光量調整装置１と、ＴＩＲプリズム２９と、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）３０と、投影レンズ（群）３１とを有する。
【００３２】
プロジェクタ２２では、熱に強い光量調整装置１を採用したことで、ランプ２３の出力を大きくし、高輝度の画像を投影することが可能となった。
【００３３】
また、本発明の光量調整装置１は、図９に示すように、レンズユニット３２のような光学装置の内部に組み込むこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態の光量調整装置の分解斜視図。
【図２】図１の光量調整装置の断面図。
【図３】図１の光量調整装置の正面図。
【図４】図１の光量調整装置の狭窄位置における正面図。
【図５】図１の光量調整装置の拡大位置における正面図。
【図６】本発明の第２実施形態の光量調整装置の正面図。
【図７】本発明の第３実施形態の光量調整装置の分解斜視図。
【図８】図１の光量調整装置を有するプロジェクタの概略図。
【図９】図１の光量調整装置を有するレンズユニットの部分断面平面図。
【符号の説明】
【００３５】
１…光量調整装置
２…第１固定部材
３…第２固定部材
４…回転部材
５…第１遮光羽根
６…第２遮光羽根
７…開口
８…開口
９…開口
１０…枢支軸
１１…カムフォロワ
１２…枢支軸
１３…カムフォロワ
１４…枢支穴
１５…枢支穴
１６…カム溝
１７…ギア
１８…駆動歯車
１９…切欠き
２０…枢支穴
２１…カム溝
２２…プロジェクタ（光学装置）
３２…レンズユニット（光学装置）
Ｘ…光軸
【図１】
2009271402.tif 000003
【図２】
2009271402.tif 000004
【図３】
2009271402.tif 000005
【図４】
2009271402.tif 000006
【図５】
2009271402.tif 000007
【図６】
2009271402.tif 000008
【図７】
2009271402.tif 000009
【図８】
2009271402.tif 000010
【図９】
2009271402.tif 000011