JP5994222B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクターに関するものである。

照明装置の調整のために遮光部材を用いたプロジェクターとして、例えば回動によって開閉可能な一対の板状の遮光部材を、照明装置内の一対のレンズアレイ間に照明光軸を挟んで対象に配置して、照明光の遮光量の調整を行うものが知られている。また、このような遮光部材としてブロック状の遮光体を用い、当該遮光体に切り欠いたような窪みを設けて遮光量の変化を調整するものも知られている。ところが、このような切欠きを有するブロック状の遮光体を遮光部材として用いる場合、遮光量の変化を所望のものとするために当該遮光体の端部に複雑な曲面を形成する必要がある。なお、この場合、当該遮光体のための空間も必要となるが、一対のレンズアレイ周辺には空間的制限があり、ブロック状の遮光体を設置するのは困難な場合がある。

そこで、遮光部が第１遮光部材と第２遮光部材とを有してなり、第１遮光部材が切欠き部を有することにより、遮光量の変化を比較的なだらかなものにすることができ、かつ、第２遮光部材が切欠き部に対応する光の遮光領域を変化させ、第１遮光部材の全閉時における切欠き部に対応する光束の全部または一部を遮光する構成が提案されている（特許文献１）。

特開２０１０−２１７６５１号公報

しかしながら、一対の板状の遮光部材を開閉動作させることにより遮光を行う場合、遮光量の変化がなだらかなものとならない可能性があり、色むらが発生しやすい。また、各遮光部材の位置制御のばらつきも大きくなってしまう。その結果、許容できる色むらに抑えるためには各遮光部材による遮光量（閉じ量）に限界があり、コントラスト比を大きくすることは困難であった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、色むらを抑えてコントラスト比が高いプロジェクターを提供することを目的の一つとしている。

本発明のプロジェクターは、光源と、前記光源からの光束を部分的に遮光可能な遮光機構を有する照明光学系と、前記照明光学系からの照明光によって照明される光変調装置と、を備え、前記遮光機構は、光軸に交差する各回転軸のまわりに互いに近接あるいは離間する方向へ回動することで遮光領域の大きさを変化させる一対の遮光部材を有し、各遮光部材は、前記光軸に交差するとともに前記回転軸に沿って延在し、延在方向の両端側に第１切欠部がそれぞれ形成された先端部、を有し、これら一対の遮光部材は、最大遮光位置とされた際に、前記照明光学系の光軸に沿う方向に、互いの前記先端部が重なるように配置されるとともに、互いの前記第１切欠部によって、前記照明光の周辺の光を通過させる矩形状の隙間が形成されるように配置されていることを特徴とする。

このような構成によれば、一対の遮光部材が最大遮光状態とされた際に互いの先端部が重なる配置とされていることから、光源からの光を完全に遮蔽することが可能となる。特に、光束のうち輝度の高い中央側を遮光することで色むらが抑制される。

また、前記一対の遮光部材には、前記先端部の両端側に第１切欠部がそれぞれ形成されている構成としてもよい。

このような構成によれば、一対の遮光部材が所定の位置（最大遮光位置）にあるときに互いに重なる先端部どうしによって光源からの光束を完全に遮蔽してしまうのではなく、各先端部に形成された一対の第１切欠部によって漏光させることが可能となる。これにより、所望のコントラスト比が得られるようになる。また、第１切欠部を先端部の両端側に形成することによって、光変調装置に対して斜めに入射する漏れ光によってより高コントラストとなる。

また、前記一対の遮光部材は、前記最大遮光位置とされた際に、前記所定の遮光位置において前記光軸に直交する方向に延在する第１遮光板部と、前記第１遮光板部に対して前記照明光の射出側に、先端側が前記第１遮光板部から離れるように前記第１遮光板部に対して傾斜する第２遮光板部とを有してなる構成としてもよい。
このように、一対の遮光部材が回転する際に、第１遮光板部だけでなく第２遮光板部においても光軸を遮光することによって、遮光量の変化を比較的なだらかなものとすることができる。また、最大遮光状態において照明光量を十分に下げることができる。

また、前記第１遮光板部に前記第１切欠部が形成され、前記第２遮光板部の先端側中央部分に第２切欠部が形成されている構成としてもよい。
このように、第２遮光板部の先端側中央部分に設けられた第２切欠部から光を漏らすことによって、遮光量の変化を比較的なだらかなものとすることができる。

本発明のプロジェクターは、光源と、前記光源からの光束を部分的に遮光可能な遮光機構を有する照明光学系と、前記照明光学系からの照明光によって照明される光変調装置と、を備え、前記遮光機構は、光軸に交差する各回転軸のまわりに互いに近接あるいは離間する方向へ回動することで遮光領域の大きさを変化させる一対の遮光部材を有し、各遮光部材は、前記光軸に交差する方向に延在するとともに延在方向の両端側に第１切欠部がそれぞれ形成された先端部、を有し、これら一対の遮光部材は、最大遮光位置とされた際に、前記照明光学系の光軸に沿う方向に、互いの前記先端部が重なるように配置されるとともに、互いの前記第１切欠部によって矩形状の隙間が形成されるように配置され、前記照明光学系は、小レンズがマトリックス状に配列されたレンズアレイを備え、前記一対の遮光部材の移動方向における前記小レンズの数が奇数であり、前記レンズアレイの中央の小レンズが前記光軸上に配置されており、中央の前記小レンズの光を完全に遮光し、周辺の前記小レンズの光を通過することを特徴とする。
このように、レンズアレイの小レンズの数が奇数で、かつその中央の小レンズが光軸上に配置されている場合、一対の遮光部材が光軸上で一致している従来の構成では、一対の遮光部材を閉じた場合でもその隙間から光源からの照射光の一部（特に、最も輝度の高い中央の光）がレンズアレイの中央の小レンズに入射してしまい、所望のコントラストが得られない。これに対して、本発明の構成であれば、最大遮光状態のときに一対の遮光部材が重なるように配置されるため、レンズアレイが奇数の小レンズの構成であっても、照射光の中央側の光を完全に遮光することが可能であるため、所望のコントラストを得ることが可能である。

実施形態のプロジェクターの構成を示す斜視図。 プロジェクターの概略構成を模式的に示す図。 プロジェクターの内部構成を示す図。 調光機構を中心に示す部分拡大断面図。 調光機構の構成を示す分解図。 遮光部材とレンズアレイとの位置関係を示す図。 （ａ），（ｂ）は、調光機構の全体の構成を具体的に示す図。 一対の遮光シャッターの構成を具体的に示す図であって、光源装置（第１レンズアレイ）側から見た斜視図。 （ａ）は、一対の遮光シャッターの構成を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図。 一対の遮光シャッターの構成を具体的に示す図であって、第２レンズアレイ側から見た斜視図。 調光機構の動作を説明するための斜視図。 調光機構の動作を示すための断面図。 最大開放状態（全開状態）を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は光軸側から見た図。 最大遮光状態（全閉状態）を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は光軸側から見た図。 調光機構の動作による遮光量（照明光の通過量）の変化について詳細な説明をするための概念図。 第１切欠部他の構成例を示す図。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［プロジェクター］
以下、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、その画像光を拡大投写する。
図１は、本実施形態のプロジェクターの構成を示す斜視図であり、ケーブルカバーを取り外した図である。図２は、プロジェクターの概略構成を模式的に示す図である。

図１に示すように、プロジェクター１は、本体（プロジェクター本体）１Ａが外装筐体２で囲まれた構成になっている。外装筐体２は、合成樹脂製であり、筐体上部を構成するアッパーケース（第１ケース）２１、筐体下部を構成するロアーケース（第２ケース）２２等を備えており、これらは、ネジ等により固定されている。

また、外装筐体２内には、図２に示すように、制御部１０、光学ユニット３、電源ユニット４、冷却ファン５１、および排気ファン５２等が配置されている。光学ユニット３は、平面視略Ｌ字状に構成され、光源３１１を有する光源装置３１、電気光学装置３５、および投写光学装置（投写光学系）３６を備えている。光学ユニット３は、制御部１０による制御の下、光源３１１から射出された光束を光学的に処理して画像情報に応じた画像光を電気光学装置３５にて形成し、この画像光を投写光学装置３６によってスクリーン等に画像を表示させる。

光源装置３１は、外装筐体２の端部に配置され、投写光学装置３６は、外装筐体２の略中央部に配置される。なお、以下においては、説明の便宜上、光源装置３１から光束が射出される方向を＋Ｘ方向、電気光学装置３５から画像光が射出される方向を＋Ｙ方向とし、外装筐体２の各ケース２１，２２の組み合わせ方向をＺ方向とする。

制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等が実装された回路基板として構成される。制御部１０は、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター１の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。なお、図２中に示す制御部１０の位置は模式的に示すものであって実際の位置とは異なっている。詳しくは後述するが、実際に制御部１０は光学ユニット３を覆うようにして配置される。

そして、図１に戻り、上記各部品を収容している外装筐体２のアッパーケース２１の上面には凹部２１０が形成され、この凹部２１０を構成する一方の傾斜面側には、さらに平面視矩形状の凹部２１１が形成されている。そして、この凹部２１１の底面には投写窓２０１が設けられており、投写光学装置３６から射出された画像光は、この投写窓２０１から外装筐体２の後方（図２のランプカバー２４側）に向かって射出される。ここで、投写窓２０１上に投写光を遮る物がユーザーによって置かれた場合には、上記した異物検出センサー（不図示）によって検出できるようになっている。制御部１０は、異物検出センサー（不図示）から異物検出信号が入力されるとユーザーへ警告する。

アッパーケース２１の前方には、プロジェクター１の各種設定を行うための複数の操作キーよって構成される操作部２３が設けられている。また、アッパーケース２１の後方には、光源装置３１の交換用の開口部２１２が形成されており、この開口部２１２は、ランプカバー２４（図２）がアッパーケース２１に装着されることによって閉塞される。

外装筐体２の側面２Ｂには、外気を取り込むための吸気口２２０が設けられている。吸気口２２０は、複数の矩形状のスリット孔で形成されており、この吸気口２２０の内側には、図示しない、防塵フィルターが配置されている。そして、光学ユニット３は、この吸気口２２０から取り込まれて防塵フィルターを通過した空気によって冷却される。

また、外装筐体２の右側方（側面２Ｃ）には、内部の暖気を排出するための排気口２２２が設けられている。排気口２２２は、複数のスリット孔で形成されており、光源３１１（図２）の点灯等によって温まった外装筐体２内の空気は、この排気口２２２から外部に排出される。ロアーケース２２には、排気口２２２の前方に矩形状の凹部２１１が形成されており、この凹部２１１によって形成される空間内に、プロジェクター１に接続される複数のケーブル等が収容されている。

［光学ユニット］
次に、光学ユニットの各構成要素について図２および図３を用いて詳しく説明する。
図３は、プロジェクターの内部構成を示す図である。
図２および図３に示すように、光学ユニット３は、平面視Ｌ字状を呈し、光源装置３１、照明光学装置（照明光学系）３２、色分離光学装置３３、リレー光学装置３４、電気光学装置３５、投写光学装置３６、およびこれら各光学部品３１〜３６を所定位置に配置する光学部品用筐体３７を備える。

光源装置３１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源３１１およびリフレクター３１２等を備える。そして、光源装置３１は、光源３１１から射出された光束をリフレクター３１２によって射出方向を揃え、照明光学装置３２に向けて射出する。

照明光学装置３２は、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、重畳レンズ３２４および調光機構（遮光機構）３２５を備える。
第１レンズアレイ３２１は、光源３１１から射出された光束の光軸Ｌ方向から見て略矩形の輪郭を有する小レンズがマトリックス状に配列された構成を有しており、光源装置３１から射出された光束を複数の部分光束に分割する。第２レンズアレイ３２２は、第１レンズアレイ３２１と略同様の構成を有しており、重畳レンズ３２４とともに、部分光束を後述する液晶ライトバルブ（光変調素子）３５２の表面に略重畳させる。偏光変換素子３２３は、第２レンズアレイ３２２から射出されたランダム偏光光を液晶ライトバルブ３５２で利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有する。

調光機構３２５は、光源３１１から射出された光束の一部を遮光する遮光シャッター（遮光部材）３２６，３２７（図４）を備え、光束の通過光量を調整する機能を有している。詳しい構成については後述するが、この調光機構３２５は、上記制御部１０による制御のもと、光源３１１から射出され、第１レンズアレイ３２１を透過した光束の一部を遮光シャッター３２６，３２７にて遮光して第２レンズアレイ３２２に入射する光量、ひいては、電気光学装置３５に入射する光量を調整し、投写画像のコントラスト向上に寄与するものである。

色分離光学装置３３は、２枚のダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を備え、照明光学装置３２から射出された光束を赤色光（以下「Ｒ光」という）、緑色光（以下「Ｇ光」という）、青色光（以下「Ｂ光」という）の３色の色光に分離する機能を有する。

リレー光学装置３４は、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、第２のダイクロイックミラー３３２を透過したＲ光をＲ光用の液晶ライトバルブ３５２Ｒまで導く機能を有する。なお、光学ユニット３は、リレー光学装置３４がＲ光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、Ｂ光を導く構成としてもよい。

電気光学装置３５は、入射側偏光板３５１、光変調装置としての液晶ライトバルブ３５２、射出側偏光板３５３、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム３５４を備え、色分離光学装置３３から射出された各色光を画像情報に応じて変調する。

投写光学装置３６は、複数のレンズを組み合わせた組レンズと、非球面形状の反射ミラー３８を有して構成されている。投写光学装置３６は、電気光学装置３５にて変調された光束を組レンズから反射ミラー３８に射出し、反射ミラー３８によって光束を広角化するように反射して投写する。このような構造とすることにより、投写距離の短い、いわゆる短焦点プロジェクターとして構成することができる。なお、組レンズから反射ミラー３８に射出する光束の方向を投写光学装置３６内の投写方向という。

電源ユニット４は、外部電源から供給された交流電力を整流、平滑化し、光源３１１および制御部等に出力する。電源ユニット４は、光源装置３１の下方に配設されている。具体的には、ロアーケース２２の底部に装着される電源ケース２０（図３）内に収容されている。

冷却ファン５１は、回転軸方向から吸入した空気を回転接線方向に吐出するシロッコファンで構成され、吸気口２２０の内側であって、リレー光学装置３４の近傍に配置されている。この冷却ファン５１は、外気を吸入する吸入口５１１が吸気口２２０側を向き、空気を吐出する吐出口５１２がリレー光学装置３４側に向くように配置される。そして、冷却ファン５１は、吸入口５１１が取り込んだ外気を発熱するリレー光学装置３４に向けて吐出することによって、リレー光学装置３４を冷却する。なお、以下では、冷却ファン５１が空気を吐出する方向を「吐出方向」という。

排気ファン５２は、軸流ファンで構成され、排気口２２２の内側であって、光源装置３１との間に配置される。この排気ファン５２は、光源装置３１等を冷却して温められた空気を、排気口２２２を介して外装筐体２の外部に排出する。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等が実装されたメイン回路基板５３およびドライバー基板５４を備えて構成され、使用者の操作に応じて、或いは、自律的に、プロジェクター１を制御する。

例えば、制御部１０は、前述の光源装置３１の点灯を制御するほか、操作部２３を介して入力される画像信号に応じた駆動信号を生成し電気光学装置３５に出力する。この駆動信号生成の際に、制御部１０は、使用者により設定されたパラメーターに応じた画質調整等の処理を実行する。このような制御部１０は、例えば、記憶部、情報取得部、画像生成部、駆動制御部及び情報保存部等を備える。

[調光機構]
次に、調光機構の構成について詳述する。
図４は、調光機構を中心に示す部分拡大断面図であり、図５は、調光機構の構成を示す分解図であり、図６は、遮光部材とレンズアレイとの位置関係を示す図である。
図４に示すように、調光機構３２５は、第１レンズアレイ３２１と第２レンズアレイ３２２との間に配設される一対の遮光シャッター（遮光部材）３２６，３２７を有して構成されている。このような調光機構３２５は、図５に示すように照明光学装置３２の側方から光学部品用筐体３７の側方側から各遮光シャッター３２６，３２７を差し込むように挿入されて、板部材３６０が光学部品用筐体３７に対してねじ止めされることで組み付けられている。調光機構３２５は、組み込まれた状態において、図６に示すように各遮光シャッター３２６，３２７が第１レンズアレイ３２１と第２レンズアレイ３２２との間においてこれらの面方向に沿って並ぶように上下に配置される。

図７（ａ），（ｂ）は、調光機構の全体の構成を具体的に示す図である。また、図８は一対の遮光シャッターの構成を具体的に示す図であって、（ａ）は第１レンズアレイ側から見た斜視図、（ｂ）は第２レンズアレイ側から見た斜視図である。図９（ａ）は、一対の遮光シャッターの構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。図１０は、一対の遮光シャッターの構成を具体的に示す図であって、第２レンズアレイ側から見た斜視図である。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、調光機構３２５は、光源装置３１からの光束を部分的に遮光可能な一対の遮光シャッター３２６，３２７と、一対の遮光シャッター３２６，３２７を動作させる駆動部３２９とを備える。
駆動部３２９は、複数のギア部３６１，３６２，３６３，３６４と、ギア部３６４を回転させるためのステッピングモーター３６５と、これらを保持する板部材３６０とを備えている。ギア部３６４は、ステッピングモーター３６５の回転軸に取り付けられた駆動歯車であって、時計周り方向あるいは反時計周り方向に回転する。ギア部３６１〜３６３は従動歯車であって、ギア部３６４の回転に伴って連動する。

遮光シャッター３２６は、第１ギア部３６１を介して板部材３６０に取り付けられており、遮光シャッター３２７は、第２ギア部３６２を介して板部材３６０に取り付けられている。第１ギア部３６１と第２ギア部３６２は互いに噛合しており、第２ギア部３６２側に第３ギア部３６３が噛合している。第３ギア部３６３は、ステッピングモーター３６５に連結された第４ギア部３６４に噛合している。そして、この第４ギア部３６４を介してステッピングモーター３６５の駆動力が第３ギア部３６３に伝達されて第２ギア部３６２および第１ギア部３６１が回転し、遮光シャッター３２６，３２７が移動する構成となっている。これら遮光シャッター３２６，３２７は、光軸Ｌに交差する各ギア部３６１，３６２の回転軸周りに互いに連動して移動することになる。

また、調光機構３２５は、第１ギア部３６１と第２ギア部３６２との噛み合い位置を検出するための噛み合い位置検出センサー３６６を有している。この噛み合い位置検出センサー３６６は光学素子からなり、例えば、第２ギア部３６２の歯数を検出できる箇所に設置されている。この噛み合い位置検出センサー３６６において第２ギア部３６２の歯数を検知することにより、当該第２ギア部３６２の回転量を検出するようになっている。上述したように、遮光シャッター３２７は第２ギア部３６２の回転に伴って移動し、遮光シャッター３２６は第１ギア部３６１の回転に伴って移動する。すなわち、第１ギア部３６１は第２ギア部３６２の回転量に応じて回転するため、噛み合い位置検出センサー３６６によって第２ギア部３６２の回転量を検出することにより、遮光シャッター３２６および遮光シャッター３２７の移動位置を制御することができる。

図８および図９では、最大遮光位置における遮光シャッター３２６，３２７の配置状態の様子を示している。これらの図に示すように、遮光シャッター３２６，３２７は、最大遮光位置において光軸Ｌ上で互いの先端部３２６ａ，２３７ａが光軸方向に重なるような配置となっている。

遮光シャッター３２６，３２７は、それぞれ２枚の第１遮光板部６，第２遮光板部７によって構成され、これら第１遮光板部６および第２遮光板部７が貼り合わされることで所望の形状に形作れられている。２枚の遮光板部６，７はアルミニウムから形成される。

遮光シャッター３２６は、第１遮光板部６Ａと、この第１遮光板部６Ａの照明光射出側（第２レンズアレイ３２２側の面）に貼り合わされた第２遮光板部７Ａとを有し、最大遮光位置において光軸Ｌに略直交する方向に延在する第１遮光板部６Ａの遮光部６１ａに対して、第２遮光板部７Ａの遮光部７１ａが傾斜している。具体的に、遮光部７１ａは、その先端側に行くに従って遮光部６１ａから離れる方向へ傾斜している。

遮光シャッター３２７は、第１遮光板部６Ｂと、この第１遮光板部６Ｂの照明光射出側（第２レンズアレイ３２２側の面）に貼り合わされた第２遮光板部７Ｂとを有し、最大遮光位置において光軸Ｌに交差する方向に延在する第１遮光板部６Ｂの遮光部６１ｂに対して、第２遮光板部７Ｂの遮光部７１ｂが傾斜している。遮光部７１ｂはその先端側に行くにしたがって、遮光部６１ｂから離れる方向へ傾斜している。

また、光軸Ｌを挟んで互いに所定の距離をおいて対向配置される遮光部７１ａ，７１ｂどうしは、光軸Ｌに沿って遮光部６１ａ，６１ｂから離れるにしたがって光軸Ｌに近づくような傾斜する。遮光部７１ａ，７１ｂの先端から光軸Ｌまでの距離はそれぞれ等しい。さらに、遮光部７１ａ，７１ｂと第２レンズアレイ３２２との距離もそれぞれ等しい構成とされている。これにより、遮光シャッター３２６，３２７の回転時に遮光部７１ａ，７１ｂにおける遮光位置が光軸Ｌを介して互いに同じ対照的な位置となり、所望の照度分布となる。

また、本実施形態の遮光シャッター３２６および遮光シャッター３２７は光軸方向に沿って離れる方向に互いにシフトしており、遮光シャッター３２６の方が遮光シャッター３２７よりも第２レンズアレイ３２２から離れた位置に配置されている。各遮光部７１ａ，７１ｂの先端と第２レンズアレイ３２２との距離を等しくするために、光軸方向前方（第１レンズアレイ３２１）側に位置する遮光シャッター３２７の遮光部７１ｂは、遮光シャッター３２６の遮光部７１ｂよりも長く設定されている。

また、第１遮光板部６Ａ，６Ｂの先端部３２６ａ，３２７ａには、各々の幅方向両端側に第１切欠部３２０がそれぞれ形成されている。これら第１切欠部３２０は、最大遮光位置において光源装置３１からの照射光を完全遮光してしまうのを防止するためのものであり、各第１切欠部３２０を通じて照射光の一部が漏れ光として出射する。

さらに、図１０に示すように、第２遮光板部７Ａ，７Ｂの先端部３２７ａ，３２７ｂには、その幅方向中央部分に円弧状の第２切欠部３３０が形成されている。これら第２切欠部３３０は、光源装置３１から射出された照明光の光束中央側の遮光量を制御するためのものである。

つまり、遮光シャッター３２６は、全開状態から全閉状態に至るまでの間、第２遮光板部７Ａに形成された第２切欠部３３０により光束中心側の遮光量の調整を行うよう機能する。また、全閉状態にあるときには、第１遮光板部６Ａの遮光部６１ａにより光束中央の遮光量を最大にしつつ、第１切欠部３２０により光束周辺の遮光量の調整を行うよう機能する。

同様に、遮光シャッター３２７は、全開状態から全閉状態に至るまでの間、第２遮光板部７Ｂに形成された第２切欠部３３０により光束中心側の遮光量の調整を行うよう機能する。また、全閉状態にあるときには、第１遮光板部６Ｂの遮光部６１ｂにより光束中央の遮光量を最大にしつつ、第１切欠部３２０により光束周辺の遮光量の調整を行うよう機能する。

このような構成の遮光シャッター３２６は連結部材３０１を介して第１ギア部３６１に連結され、遮光シャッター３２７は連結部材３０２を介して第２ギア部３６２に連結されている。これら連結部材３０１，３０２は基材１００よりも熱伝導率の低い材料より形成され、例えばＳＵＳからなる。

図１１は、調光機構の動作を説明するための斜視図であり、図１２は、調光機構の動作を示すための断面図である。図１３は、最大開放状態（全開状態）を示す図であり、図１４は、最大遮光状態（全閉状態）を示す図である。
図１１に示すように、調光機構３２５のステッピングモーター３６５の回転は、モーターの回転軸Ｏに接続された第４ギア部３６４を介して第３ギア部３６３に伝達される。第３ギア部３６３の回転に伴って第２ギア部３６２および第１ギア部３６１が回転する。このとき、第１ギア部３６１および第２ギア部３６２は同期して反対方向に回転する。これにより調光機構３２５は、遮光シャッター３２６および遮光シャッター３２７を同期して観音開き状に開閉移動させることができる。この際、遮光シャッター３２６，３２７は、ステッピングモーター３６５の正転又は逆転に伴ってその状態を全開状態および全閉状態へと変化させる。

例えば、図１２に示すように、遮光シャッター３２６，３２７は各ギア部３６１，３６２の中心軸ＡＸ１，ＡＸ２を中心とする回動動作により、最大遮光状態および全開状態になったりする。
具体的には、図中の実線で示す最大遮光状態では、遮光シャッター３２６，３２７が第２レンズアレイ３２２に略平行となって先端部３２６ａ，３２７ａが光軸Ｌ上に並ぶ。図中の破線で示す全開状態では、遮光シャッター３２６，３２７が第２レンズアレイ３２２に略平行な全閉時の状態から所定の回動角度θ１（略９０°）回転し、先端部３２６ａ，３２７ａが照明光の光路外（有効範囲外）に位置し、照明光の遮光がない。

また、図示してはいないが、中間の段階として、遮光シャッター３２６，３２７が第２レンズアレイ３２２に略平行な全閉時に比べて所定の回動角度θ２（０°＜θ１＜θ２）だけ回転し、先端部３２６ａ，３２７ａが光軸Ｌからある程度離れて一部の照明光の遮光を行う状態にもなる。

次に、調光機構の動作について具体的に述べる。
図１３は、一対の遮蔽シャッターの全開状態を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は光軸側から見た図である。
全閉状態から全開状態へと遮光シャッター３２６，３２７を移動させる場合、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、ステッピングモーター３６５が反時計回りに回転すると、これに伴って第４ギア部３６４が同方向へ回転し、第３ギア部３６３は時計回りに回転する。第２ギア部３６２は第３ギア部３６３に同期して反時計回りへ回転することから、これに伴って第１ギア部３６１が時計回りに回転する。これにより、遮光シャッター３２６，３２７は互いに最も離れた全開状態となる。

図１４は、最大遮光状態（全閉状態）を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は光軸側から見た図である。
全開状態から全閉状態へと遮光シャッター３２６，３２７を移動させる場合、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、ステッピングモーター３６５が時計周りに回転すると、これに伴って第４ギア部３６４が同方向へ回転し、第３ギア部３６３が反時計回りに回転する。第２ギア部３６２は第３ギア部３６３に同期して時計回りへ回転し、これに伴って第１ギア部３６１が反時計回りに回転する。これにより、遮光シャッター３２６，３２７は互いに最も近づいて光軸Ｌと一致する位置において互いに部分的に重なり、最大遮光状態となる。

次に、調光機構による遮光領域の変化について述べる。
図１５は、調光機構の動作による遮光量（照明光の通過量）の変化について詳細な説明をするための概念図である。
図１５に示すように、調光機構は、遮光シャッター３２６，３２７をパターンＰ１〜Ｐ４のように回動させることで光源３１１からの照明光ＳＬの光束の遮光領域を変化させ、照明光ＳＬの調光を行う。パターンＰ１は、全開の状態（回動角度が略９０°の状態）を示し、パターンＰ４は、全閉の状態（回動角度が略０°の状態）を示している。パターンＰ１〜Ｐ４は、回転角度θ１（０°＜θ３＜θ２＜θ１（９０°））による遮光状態の違いを示している。

パターンＰ１の全開状態の場合、回動角度θ１の値が９０°であり、遮光シャッター３２６，３２７は光源３１１からの光束を遮光しない位置に配置される。この場合、光源３１１から射出された光束のうち全ての成分が通過して照明光ＳＬとして利用される。

このような全開の状態から遮光領域を増やすように遮光シャッター３２６，３２７を回転させてパターン２の状態にした場合、まず、第２遮光板部７Ａ，７Ｂによって照明光ＳＬの一部が遮光される。この際、照明光ＳＬのうち中央側の光は第２遮光板部７Ａ，７Ｂの各第２切欠部３３０を透過する。

そして、さらに遮光領域を増やすように遮光シャッター３２６，３２７をさらに回転させて、パターンＰ２の状態よりも閉じたパターンＰ３の状態にした場合、第１遮光板部６Ａ，６Ｂおよび第２遮光板部７Ａ，７Ｂによって照明光ＳＬがさらに遮光される。この際には、照明光ＳＬの中心側の光は一部が第１遮光板部６Ａ，６Ｂによって遮光されながら第２切欠部３３０を透過する。

そして、遮光シャッター３２６，３２７を閉じてパターンＰ４の全閉状態にした場合、照明光ＳＬは第１遮光板部６Ａ，６Ｂのみによって遮光される。この際、照明光ＳＬは第１遮光板部６Ａ，６Ｂによって全て遮光されるわけではなく、照明光ＳＬの中心側の光は先端の遮光部６１ａ，６１ｂによって遮光されるが、これら遮光部６１ａ，６１ｂの両側に設けられた一対の第１切欠部３２０，３２０（図９（ａ））から漏れるようにして、照明光ＳＬのうち周辺の光が一部透過する。
このように、遮光シャッター３２６，３２７が最大遮光状態としたときに、照明光ＳＬのうち中心側の光を遮光するとともに周辺の光を一部透過させることが、コントラスト向上に寄与する。

仮に、第２遮光板部７Ａ，７Ｂが第２切欠部３３０を有さない板状部材からなる場合、第１レンズアレイ３２１による光源像がないところでは殆ど減光せず、光源像があるところを過ぎた途端に急激に減光するという状態となり、なだらかな減光制御を行うことができない。さらに、光源３１１の光軸Ｌがずれてしまった場合に照射領域と遮光領域との境界部分で色むらが目立ってしまう。

一方、本実施形態では、第２切欠部３３０により、光軸Ｌに近い中央側と遠い周辺側とで減光量が異なるため、遮光領域と照射領域との境界部分に直線状の輪郭が形成されるような事態には至らず、遮光シャッター３２６，３２７の回動動作による回動角度の大きさに応じてなだらかに減光させることが可能となる。

また、第１遮光板部６Ａ，６Ｂが第１切欠部３２０を有さない板状部材からなる場合、遮光シャッター３２６，３２７が全閉状態にされると、互いの先端部３２６ａ，３２７ａが光軸方向で重なるため照明光ＳＬが全て遮光されてしまい、所望のコントラストが得られない。
つまり、照射光の中央側の光を完全に遮光するために一対の遮光シャッターを光軸方向でシフトさせて配置させた場合には、光源装置３１に近い位置に配置された遮光シャッターによる遮光率と、光源装置３１から離れた位置に配置された遮光シャッターによる遮光率とが異なるため照度分布が変わってしまう。これが色むらの原因となっていた。
一対の遮光シャッターの位置が光軸方向で一致している場合にはこのような問題が生じないが、全閉状態とした際に遮光シャッターの先端側の位置合わせが難しい。仮に、遮光シャッターの先端同士を当接させるように閉じたとしても、完全に遮光することはできず、僅かな隙間から照射光が漏れてしまうおそれがある。

一方、本実施形態では、第１遮光板部６Ａ，６Ｂの幅方向（光軸Ｌに交差する方向）の両端側に第１切欠部３２０，３２０が設けられているため、全閉状態とされた場合でも、第１遮光板部６Ａの第１切欠部３２０と、第１遮光板部６Ｂの第１切欠部３２０との間に形成される矩形状の隙間を通じて、照明光ＳＬの周辺の光を通過させることが可能である。照明光ＳＬの中央側の光は、光軸Ｌに沿って配置された第１遮光板部６Ａ，６Ｂの遮光部６１ａ，６１ｂが各遮光シャッター３２６，３２７の回動方向で互いに重なり合うことによって完全に遮光される。このように、中央側の輝度の高い光を遮光し、周辺側の比較的輝度の低い光を通過させて第２レンズアレイ３２２へ入射させることによって、表示画像のコントラストを高めることができる。

さらに、本実施形態の第２レンズアレイ３２２の小レンズ３２２ａの数は、調光機構３２５の遮光シャッター３２６，３２７が開閉する方向に奇数個並んでいる。この場合、光軸上に一対の遮光シャッターが光軸上で一致している従来の構成では、一対の遮光シャッターを閉じた場合でもその隙間から光源装置３１からの照射光の一部（特に、最も輝度の高い中央の光）が第２レンズアレイ３２２の中央の小レンズ３２２ａに入射してしまい、所望のコントラストが得られないという問題があった。そのため、第２レンズアレイ３２２として偶数個の小レンズ３２２ａが並んだタイプが用いられることが多い。

これに対して、本実施形態の調光機構３２５であれば、一対の遮光シャッター３２６，３２７が光軸Ｌに沿って並べて配置されることから、全閉時に遮光部６１ａ，６１ｂが重なることで、照明光ＳＬのうち最も輝度の高い中央の光を完全に遮光させることができる。このため、第２レンズアレイ３２２の小レンズ３２２ａの数が奇数か偶数かに関わらず、色むらを抑えた高コントラストの画像を形成することが可能となる。

本実施形態の調光機構３２５の構成により、遮光量の変化を比較的なだらかなものにし、かつ、最大遮光状態において照明光量を十分に下げることができる。また、遮光シャッター３２６，３２７およびその周辺構造は簡単な構成で安価に作製できるものであり、コストを抑えてコントラスト比の高い表示画像を投写することが可能な、高性能なプロジェクターが得られる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

先の実施形態では第２切欠部３３０を設けた構成としたが、必ずしもこれに限定されるのではなく、第２切欠部３３０がない構成としても構わない。しかしながら、色むら抑制のためには第２切欠部３３０を設けることが望ましい。
先の実施形態では第１切欠部３２０は第１遮光板部６Ａ，６Ｂの先端部３２６ａ，３２７ａ各々の幅方向両端を切り取るように設けられていたが、必ずしもこれに限定されるのではなく、図１６に示すように第１切欠部３２０をスリット形状としてもよい。

また、先の実施形態では、遮光シャッター３２６，３２７を２枚の遮光板部６，７を貼り合せることによって構成したが、例えば、遮光板部６に対して遮光部７１ａのみを設けた構成としてもよい。

１…プロジェクター、６（６Ａ，６Ｂ）…遮光板部（第１遮光板部）、７（７Ａ，７Ｂ）…遮光板部（第２遮光板部）、Ｌ…光軸、Ｏ…回転軸、３２…照明光学装置（照明光学系）、６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂ…遮光部、ＳＬ…照明光、３１１…光源、３２０…切欠部、３２０…第１切欠部、３２２…第２レンズアレイ（レンズアレイ）、３２２ａ…小レンズ、３２５…調光機構（遮光機構）、３２６，３２７…遮光シャッター（遮光部材）、３２６ａ，３２７ａ…先端部、３２８・・・遮光部、３２９・・・駆動部、３３０…第２切欠部、３５２…液晶ライトバルブ（光変調装置）

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源からの光束を部分的に遮光可能な遮光機構を有する照明光学系と、
   前記照明光学系からの照明光によって照明される光変調装置と、を備え、
   前記遮光機構は、光軸に交差する各回転軸のまわりに互いに近接あるいは離間する方向へ回動することで遮光領域の大きさを変化させる一対の遮光部材を有し、
   各遮光部材は、前記光軸に交差するとともに前記回転軸に沿って延在し、延在方向の両端側に第１切欠部がそれぞれ形成された先端部、を有し、
   これら一対の遮光部材は、最大遮光位置とされた際に、前記照明光学系の光軸に沿う方向に、互いの前記先端部が重なるように配置されるとともに、互いの前記第１切欠部によって、前記照明光の周辺の光を通過させる矩形状の隙間が形成されるように配置される
   ことを特徴とするプロジェクター。
2. 前記一対の遮光部材は、前記最大遮光位置とされた際に、前記光軸に略直交するとともに前記回転軸に沿って延在する第１遮光板部と、前記第１遮光板部の前記照明光の射出側の面に設けられ、先端側が前記第１遮光板部から離れるように前記第１遮光板部に対して傾斜する第２遮光板部とを有してなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記一対の遮光部材が前記最大遮光位置とされた際、前記光軸に沿う方向に、前記第２遮光板部の一部が前記隙間と重なるように配置される
   請求項２に記載のプロジェクター。
4. 前記第１遮光板部に前記第１切欠部が形成され、
   前記第２遮光板部の先端側中央部分に第２切欠部が形成されている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のプロジェクター。
5. 光源と、
   前記光源からの光束を部分的に遮光可能な遮光機構を有する照明光学系と、
   前記照明光学系からの照明光によって照明される光変調装置と、を備え、
   前記遮光機構は、光軸に交差する各回転軸のまわりに互いに近接あるいは離間する方向へ回動することで遮光領域の大きさを変化させる一対の遮光部材を有し、
   各遮光部材は、前記光軸に交差する方向に延在するとともに延在方向の両端側に第１切欠部がそれぞれ形成された先端部、を有し、
   これら一対の遮光部材は、最大遮光位置とされた際に、前記照明光学系の光軸に沿う方向に、互いの前記先端部が重なるように配置されるとともに、互いの前記第１切欠部によって矩形状の隙間が形成されるように配置され、
   前記照明光学系は、小レンズがマトリックス状に配列されたレンズアレイを備え、
   前記一対の遮光部材の移動方向における前記小レンズの数が奇数であり、前記レンズアレイの中央の小レンズが前記光軸上に配置されており、
   中央の前記小レンズの光を完全に遮光し、周辺の前記小レンズの光を通過する
   ことを特徴とするプロジェクター。

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