WO2010113259A1

WO2010113259A1 - 調光装置及びこれを備えた投写型表示装置

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Publication number: WO2010113259A1
Application number: PCT/JP2009/056666
Authority: WO
Inventors: 博昭福永; 隆之岡田
Original assignee: Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-07
Also published as: US20120013858A1

Abstract

　駆動源と、前記駆動源が発する駆動力によって直線往復移動する駆動体と、前記駆動源が発する駆動力を前記駆動体に伝達する伝達機構とを有する調光装置であって、前記伝達機構は、少なくとも一つの回転ギアと、前記回転ギアの回転運動を直線運動に変換する変換ギアとを備え、前記遮光板には、該遮光板の回転軸と平行な駆動ピンが一体的に設けられ、前記駆動体は、前記駆動ピンと係合しており、前記駆動体の往復移動に伴って前記駆動ピンが前記遮光板の前記回転軸を中心として回動することによって、前記遮光板が回転する。

Description

調光装置及びこれを備えた投写型表示装置

　本発明は、画像形成素子に入射する光の量を調節する調光装置と、該調光装置を備えた投写型表示装置とに関する。

　投写型表示装置に搭載されている画像形成素子に入射する光の量を調節するための技術には、次の二つがある。一つは、投写レンズに設けられた絞り機構であり、他の一つは、照明光学系内に設けられた調光機構である。絞り機構も調光機構も、開閉動作により、それらを通過する光の量を調節する。

　本発明と関連する調光機構について詳しく説明する。特開２００４－６９９６６号公報（文献１）、特開２００７―７１９１３号公報（文献２）に調光機構が記載されている。

　文献１、文献２に記載されている調光機構は、照明光学系を構成する二つのインテグレータレンズの間に配置され、駆動手段によって駆動される遮光板を備えている。より具体的には、文献１、文献２に記載されている調光機構は、二つの遮光板と、これら遮光板の駆動源としてのモータとを備えている。モータの回転軸には駆動ギアが取り付けられ、二つの遮光板の回転軸にはギア（第１のギア、第２のギア）がそれぞれ取り付けられている。第１のギアは、駆動ギアと噛み合っており、第２のギアは第１のギアと噛み合っている。２つの遮光板は、上記３つのギアによって伝達される駆動力により、２つのインテグレータレンズの間の空間内で回転して、その空間を通過する光の量を調節する。

　２つの遮光板を２つのインテグレータレンズの間の空間内で回転させようとすると、各遮光板の回転軸の位置は必然的に定まる。換言すれば、２つの回転軸の間の距離が必然的に定まる。従って、第１のギアから第２のギアに駆動力を伝達するためには、第１のギアと第２のギアの径を大きくしなければならない。一方、第１のギアと第２のギアの径を大きくせずに駆動力を伝達するためには、第１のギアと第２のギアとの間に他のギアを配置しなければならない。すなわち、ギアの数を増やさなければならない。

　しかし、第１のギアと第２のギアの径を大きくすると、調光機構が大型化してしまう。一方、ギアの数が増えると、バックラッシュが増大されるので、遮光板を瞬時に同時駆動することができなくなる。さらに、ギアの歯同士が衝突することで発生する騒音も大きくなる。

　本発明の調光装置は、光路に進入し、または前記光路から退避するように回転して、前記光路を通過する光の量を調節する遮光板を有する調光装置である。本発明の調光装置は、駆動源と、前記駆動源が発する駆動力によって直線往復移動する駆動体と、前記駆動源が発する駆動力を前記駆動体に伝達する伝達機構とを有する。前記伝達機構は、少なくとも一組の回転ギアと、前記回転ギアと係合して、前記回転ギアの回転運動を直線運動に変換する変換ギアとを備えている。前記遮光板には、該遮光板の回転軸と平行な駆動ピンが一体的に設けられている。前記駆動体は、前記駆動ピンと係合している。本発明の調光装置では、前記駆動体の直線往復移動に伴って前記駆動ピンが前記遮光板の前記回転軸を中心として回動することによって、前記遮光板が回転する。

　本発明によれば、高速、高精度で駆動される遮光板を備えた小型の調光装置が実現される。

　上記及びそれ以外の本発明の目的、特徴及び利点は、下記の記載及び本発明の一例を示す添付図面の参照によって明らかになる。

第１の実施形態に係る調光装置の外観斜視図である。図１に示す調光装置の分解斜視図である。駆動体の組み付け方法を示す斜視図である。遮光板の取り付け構造を示す斜視図である。駆動体の取り付け構造を示す斜視図である。伝達機構の動作を示す斜視図である。遮光板が開いて入射光が調光装置を通過可能な状態のときの駆動体の位置を示す斜視図である。遮光板が閉じて入射光が調光装置を通過不可能な状態のときの駆動体の位置を示す斜視図である。遮光板の回転量と駆動体の移動量との関係を示す平面図である。遮光板の回転量と駆動体の移動量との関係を示す平面図である。遮光板の回転量と駆動体の移動量との関係を示す平面図である。第２の実施形態に係る調光装置の外観斜視図である。図９に示す調光装置の分解斜視図である。駆動体の組み付け方法を示す斜視図である。遮光板の取り付け構造を示す斜視図である。駆動体の取り付け構造を示す斜視図である。伝達機構の動作を示す斜視図である。遮光板が開いて入射光が調光装置を通過可能な状態のときの駆動体の位置を示す斜視図である。遮光板が閉じて入射光が調光装置を通過不可能な状態のときの駆動体の位置を示す斜視図である。遮光板の回転量と駆動体の移動量との関係を示す平面図である。遮光板の回転量と駆動体の移動量との関係を示す平面図である。遮光板の回転量と駆動体の移動量との関係を示す平面図である。図１に示す調光装置を備えた投写型表示装置の分解斜視図である。図１に示す調光装置を備えた投写型表示装置の分解斜視図である。図１８に示すインテグレータユニット及び調光装置の拡大斜視図である。

（実施形態１）
　次に、本発明の調光装置の第１の実施形態について図面を参照して説明する。

　図１は、本実施形態に係る調光装置１の外観斜視図である。図中の一点鎖線は、調光装置１によって調光される光の中心軸（光軸）を示している。光は、光軸に沿って図中の右側から調光装置１に入射する。調光装置１は、光路上に配置される回転可能な２つの遮光板（遮光板Ａ及び遮光板Ｂ）を有する。調光装置１は、遮光板Ａ及び遮光板Ｂを回転させて、該調光装置１を通過する光の量を変化させる。調光装置１の調光性能は、遮光板Ａ及び遮光板Ｂの回転動作の正確性と応答性に依存する。従って、遮光板Ａ及び遮光板Ｂの回転動作の制御には、高い分解能が求められる。また、遮光板Ａ及び遮光板Ｂの回転動作には、高速性や静粛性も求められる。以下、上記要求を満たす本実施形態の調光装置１の構造について説明する。

　図２は、本実施形態に係る調光装置１の分解斜視図である。本実施形態に係る調光装置１は、ステンレス製のベース板２とベース板３とを有する。ベース板３は、ベース板２にねじ止めされている。遮光板Ａ、Ｂは、ベース板２に回転可能に支持されている。ベース板２とベース板３との間の空間には、ステッピングモータ４が発する駆動力を遮光板Ａ、Ｂに伝達するための伝達機構が収容されている。

　伝達機構は、複数の回転ギア（ギア５，ギア６，ギア７，ギア８）と駆動体９とから構成されている。ギア５は、ステッピングモータ４の回転軸に取り付けられている。ギア６は、シャフト１０に取り付けられ、ギア５と噛み合っている。ギア７は、シャフト１１に取り付けられ、ギア６と噛み合っている。ギア８は、シャフト１２に取り付けられ、ギア７と噛み合っている。さらに、ギア８の下面にはピニオンギア（不図示）が設けられている。

　上記のように、本実施形態では、遮光板Ａ、Ｂの回転動作の制御分解能を高めるために、複数の回転ギアを組合せてステッピングモータ４の回転速度を減速させている。具体的には、ステッピングモータ４の回転速度（回転数）は、ギア５とギア６の間、ギア６とギア７の間、ギア７とギア８との間でそれぞれ減速される（減少される）。

　なお、各ギア６、７、８の回転軸であるシャフト１０、１１、１２は、すべてステンレス製である。これらシャフト１０、１１、１２は、ベース板２に強固に固定されており、高い剛性を有する。ベース板３には、各ギアを保護するために、これらギアの周囲を取り囲むギア保護部１３が設けられている。ギア保護部１３は、ギアに何らかの部材がぶつかって、ギアに外力が作用することを防止する。

　次に、駆動体９について説明する。駆動体９の中央にはｘ方向に延存する開口部２０が設けられている。開口部２０の幅方向両側には、ｙ方向に延存する孔（ピンガイド２１ａ、２１ｂ）が設けられている。さらに、駆動体９の端部には、ｘ方向に延存するラックギア２２が設けられている。このラックギア２２は、ギア８の下面に設けられているピニオンギアと噛み合って、伝達機構を構成している。換言すれば、ギア８の回転運動は、ラック＆ピニオンギアによって直線運動に変換される。結果、駆動体９は、ステッピングモータ４によって駆動されて、＋ｘ方向及び－ｘ方向に直線往復運動する。

　図３に示すように、上記構造を有する駆動体９は、ベース板３の側方からベース板２とベース板３との間の空間に挿入され、摺動可能に保持される。駆動体９の上部には、ｘ方向に延存する２つのガイド突起２３が平行に設けられている。ガイド突起２３は、ベース板３の下面に設けられている２つのガイド溝（不図示）にそれぞれ嵌合している。すなわち、駆動体９は、±ｘ方向にのみの摺動するようにガイドされている。

　次に、遮光板Ａ及び遮光板Ｂについて説明する。図４に示すように、遮光板Ａは、ベース板２に設けられた回転シャフト３０ａを中心として回転可能に支持されている。遮光板Ｂは、ベース板２に設けられた回転シャフト３０ｂを中心として回転可能に支持されている。具体的には、遮光板Ａは、アタッチメント３１ａを介して支持体３２ａに取り付けられている。支持体３２ａは、軸受筒３３ａと駆動ピン３４ａとを備えており、軸受筒３３ａに回転シャフト３０ａが挿入されている。さらに、図５に示すように、軸受筒３３ａにはコイルバネ３５ａが巻かれている。コイルバネ３５ａは、遮光板Ａが光路を開口する方向に回動されるように、遮光板Ａを付勢する。

　再び図４を参照する。遮光板Ｂは、アタッチメント３１ｂを介して支持体３２ｂに取り付けられている。支持体３２ｂは、軸受筒３３ｂと駆動ピン３４ｂとを備えており、軸受筒３３ｂに回転シャフト３０ｂが挿入されている。さらに、図５に示すように、軸受筒３３ｂにはコイルバネ３５ｂが巻かれている。コイルバネ３５ｂは、遮光板Ｂが光路を開口する方向に回動されるように、遮光板Ｂを付勢する。コイルバネ３５ａ、３５ｂによる上記付勢により、各ギア間の遊びがなくなる。

　もっとも、軸受筒３３ａ及び駆動ピン３４ａを遮光板Ａと一体成形してもよい。また、軸受筒３３ｂ及び駆動ピン３４ｂを遮光板Ｂと一体成形してもよい。

　図５、図６に示すように、回転シャフト３０ａ、３０ｂは、駆動体９の開口部２０の幅と略同一の直径を有する。回転シャフト３０ａ、３０ｂの頭部は、駆動体９の開口部２０に、該開口部２０の下方から挿入され、ｘ方向に並んでいる。従って、駆動体９は、回転シャフト３０ａ、３０ｂによってもガイドされ、ｘ方向に正確に摺動する。さらに、各軸受筒３３ａ、３３ｂに巻かれたコイルバネ３５ａ、３５ｂは、駆動体９のガイド突起２３がベース板３のガイド溝へ押し当てられるように、駆動体９を上方へ付勢する。結果、ガイド突起２３とガイド溝との間の遊びがなくなる。上記のように、コイルバネ３５ａ、３５ｂによる付勢により、伝達機構を構成する各部品間の遊びがなくなるので、遮光板Ａ、Ｂを精度よく高速で回転させることができる。さらに、騒音も低減される。

　各支持体３２ａ、３２ｂの駆動ピン３４ａ、３４ｂは、駆動体９のピンガイド２１ａ、２１ｂの幅と略同一の直径を有する。図５、図６に示すように、駆動ピン３４ａは、ピンガイド２１ａに挿入され、駆動ピン３４ｂは、ピンガイド２１ｂに挿入されている。換言すれば、駆動ピン３４ａ、３４ｂは、ピンガイド２１ａ、２１ｂと係合している。

　駆動体９の位置検出には、図２に示す光検出タイプの位置センサ４０が用いられている。駆動体９に設けられた遮光部が位置センサ４０から発せられる光の光路を横切ると、光が遮断され、駆動体９の位置が検出される。駆動体９の位置情報は、不図示の制御部に入力され、ステッピングモータ４の回転制御に用いられる。もっとも、駆動体９の位置に代えて、遮光板Ａと遮光板Ｂの双方または一方の位置を検出し、検出結果に基づいてステッピングモータ４の回転を制御してもよい。

　次に、遮光板Ａ及び遮光板Ｂの回転動作について説明する。図６に示すように、ステッピングモータ４の回転軸（ギア５）が反時計回りに回転すると、ギア６が時計回り、ギア７が反時計回り、ギア８が時計回りに順次回転する。ステッピングモータ４の回転数（回転速度）は、ギア５とギア６の間で減少し（減速し）、ギア６とギア７の間で減少し（減速し）、ギア７とギア８の間で減少する（減速する）。すなわち、ステッピングモータ４は３段階に減速される。

　ギア８の回転運動は、上述のラック＆ピニオンギアによって直線運動に変換され、駆動体９が＋ｘ方向に移動する。駆動体９が＋ｘ方向に移動すると、駆動体９に設けられているピンガイド２１ａ、２１ｂも同方向に移動する。すると、ピンガイド２１ａ、２１ｂに挿入されている駆動ピン３４ａ、３４ｂは、ピンガイド２１ａ、２１ｂの内周面により押される。結果、遮光板Ａ及び遮光板Ｂは、回転シャフト３０ａ、３０ｂを回転軸として同時に回転する。このとき、駆動ピン３４ａと係合しているピンガイド２１ａが、回転シャフト３０ａよりも光の入射側に近い位置に配置され、駆動ピン３４ｂと係合しているピンガイド２１ｂが、回転シャフト３０ｂよりも光の出射側に近い位置に配置されているので、遮光板Ａと遮光板Ｂの回転方向は逆向きになる。換言すれば、駆動ピン３４ａと駆動ピン３４ｂは、２つの回転シャフト３０ａ、３０ｂの中心軸を含む平面を境として互いに反対側に設けられている。

　図７Ａは、遮光板Ａと遮光板Ｂが開いて入射光の全てが調光装置１を通過可能な状態のときの駆動体９の位置を示している。図７Ｂは、遮光板Ａと遮光板Ｂが閉じて入射光が調光装置１を通過不可能な状態のときの駆動体９の位置を示している。遮光板Ａと遮光板Ｂが完全に開いた状態（図７Ａ）から、遮光板Ａと遮光板Ｂが完全に閉じた状態（図７Ｂ）への移行は、駆動体９が＋ｘ方向に移動することにより実現される。一方、遮光板Ａと遮光板Ｂが完全に閉じた状態（図７Ｂ）から完全に開いた状態（図７Ａ）への移行は、駆動体９が－ｘ方向に移動することにより実現される。この動作における駆動体９の移動ストロークは約１ｃｍである。換言すれば、遮光板Ａ及び遮光板Ｂを９０°回転させるために必要な駆動体９の移動ストロークは約１ｃｍで足りるので、調光装置１の小型化が可能である。

　次に、遮光板Ａ、Ｂの回転量と駆動体９の移動量との関係についてより具体的に説明する。図８Ａは、遮光板Ａ及び遮光板Ｂが完全に閉じて、光が遮光されている状態を示している。図８Ａに示す状態のときに、駆動体９の＋ｘ方向への移動量が最大となる。説明の便宜上、駆動ピン３４ａの中心と回転シャフト３０ａの中心とを結ぶ直線と、回転シャフト３０ａ、３０ｂの中心を通る水平軸とがなす角度を“角度α”と定義する。また、駆動ピン３４ｂの中心と回転シャフト３０ｂの中心とを結ぶ直線と、上記水平軸とがなす角度を“角度β”と定義する。

　図８Ａに示す状態のときの角度αは入射側に４５°、角度βは出射側に４５°である。駆動体９が－ｘ方向に移動するに従って角度α及び角度βは拡大する。遮光板Ａ及び遮光板Ｂが４５°回転したとき（図８Ｂ）、角度α及び角度βはともに９０°になる。

　図８Ｃは、遮光板Ａと遮光板Ｂが完全に開いて、光が遮光されていない状態を示している。図８Ｃに示す状態のときに、駆動体９の－ｘ方向への移動量が最大となる。図８Ｃに示す状態のときの角度αと角度βはともに１３５°である。

　すなわち、駆動ピン３４ａは、駆動体９のピンガイド２１ａの内周面上を摺動しながら、回転シャフト３０ａを中心に回動する。また、駆動ピン３４ｂは、駆動体９のピンガイド２１ｂの内周面上を摺動しながら、回転シャフト３０ｂを中心に回動する。結果、遮光板Ａ及び遮光板Ｂは、それぞれの回転軸を中心に回転する。

　本実施形態では、ピンガイド２１ａ、２１ｂが、ピンガイド２１ａ、２１ｂの長軸がｙ方向（光軸方向）と平行になるように設けられている。結果、遮光板Ａ、Ｂが４５°回転したときに、駆動ピン３４ａ、３４ｂの中心がピンガイド２１ａ、２１ｂの長軸方向の中心に位置する。しかし、ピンガイド２１ａ、２１ｂは、ピンガイド２１ａ、２１ｂの長軸がｙ方向（光軸方向）と非平行となるように設けてもよい。ピンガイド２１ａ、２１ｂの長軸が光軸に対して傾いている場合、駆動ピン３４ａ、３４ｂとピンガイド２１ａ、２１ｂの内周面との間の摩擦抵抗が軽減される。また、ピンガイド２１ａ、２１ｂを直線状ではなく、曲線状に形成してよい。ピンガイド２１ａ、２１ｂが曲線状である場合、駆動体９が一定速度で移動しても遮光板Ａ、Ｂの回転速度が変化する。

　ピンガイド２１ａ、２１ｂは、孔ではなく、溝であってもよい。要するに、ピンガイドは、駆動体９の移動に伴って、ピンガイドと係合している駆動ピンを上記のように移動させることができればよい。

　ここで、光エネルギの吸収により、遮光板の温度が上昇する。遮光板の温度は、遮光板への光の照射量や照射時間によって異なるが、投写型表示装置では、遮光板の温度が２００°を超えることがある。遮光板が高温状態に長く曝されると、徐々に劣化（変色や変形など）するため交換が必要となる場合がある。そこで、本実施形態では、遮光板Ａ、Ｂは、支持体３２ａ、３２ｂにねじ止めされたアタッチメント３１ａ、３１ｂにねじ止めされている。換言すれば、遮光板Ａ、Ｂは、支持体３２ａ、３２ｂに着脱可能（交換可能）とされている。

　また、遮光板への光の照射時間が短い場合であっても、照射される光の量が多い場合には、遮光板の熱が支持体へと伝わり、軸受筒の微小な変形や軸受筒に塗布されているグリスの変質や放散が生じることがある。そこで、遮光板Ａ、Ｂと支持体３２ａ、３２ｂとの間に介在するアタッチメント３１ａ、３１ｂは、金属より熱伝導率の低い耐熱性プラスチックで形成することが望ましい。具体的には、熱伝導率が低く高い剛性を有するプラスチック材料（例えば、ポリフェニレンサルファイド（PPS）や液晶ポリマー（LCP））がアタッチメント３１ａ、３１ｂの材料として好ましい。
（実施形態２）
　以下、本発明の調光装置の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る調光装置５０の外観斜視図であり、図１０は調光装置５０の分解斜視図である。本実施形態に係る調光装置５０の基本構成は、第１の実施形態に係る調光装置１と同一である。しかし、調光装置５０と調光装置１とは、駆動体９の移動方向が異なる。具体的には、調光装置１の駆動体９は、光軸と直交する方向（±ｘ方向）に移動するが、調光装置５０の駆動体９は、光軸と平行（±ｙ方向）に移動する。換言すれば、調光装置５０の駆動体９の移動方向と調光装置１の駆動体９の移動方向は、９０°異なる。

　また、調光装置の更なる小型化を実現すべく、調光装置５０では、図２に示すギア７、８が省略されている。駆動体９のラックギア２２と噛み合うピニオンギア６１は、ギア６の下面に設けられている（図１０）。従って、調光装置５０では、ステッピングモータ４の回転速度（回転数）は、ギア５とギア６の間で減速される（減少される）。なお、ギア６を省略し、ギア５とラックギア２２とを直接噛み合わせてもよい。

　ギア６の回転軸であるシャフト１０、遮光板Ａ、Ｂの回転軸である回転シャフト３０ａ、３０ｂは、すべてステンレス製である。図１０に示すように、シャフト１０、３０ａ、３０ｂは、ベース板２に強固に固定されており、高い剛性を有する。図１０に示されているベース板２とベース板３はねじで固定されている。ベース板２とベース板３との間の空間内に、駆動体９が摺動可能に保持されている。

　駆動体９には、ｘ方向に延存する孔（ピンガイド２１ａ、２１ｂ）が設けられている。さらに、駆動体９の端部には、ｙ方向に延存するラックギア２２が設けられている。このラックギア２２が、ギア６の下面に設けられているピニオンギア６１と噛み合って、ラック＆ピニオンギアを構成していることは上述のとおりである。換言すれば、ギア６の回転運動は、ラック＆ピニオンギアによって直線運動に変換される。結果、駆動体９は、ステッピングモータ４によって駆動されて、＋ｙ方向及び－ｙ方向に直線往復運動する。

　図１１に示すように、上記構造を有する駆動体９は、ベース板３の正面からベース板２とベース板３との間の空間に挿入され、摺動可能に保持されている。駆動体９には、ｙ方向に延存する２つのガイド突起６２と、１つのガイド溝６３とが互いに平行に設けられている。ガイド突起６２は、ベース板３に設けられているガイド溝に嵌合している。ガイド溝６３には、ベース板３に設けられているガイド突起が勘合している。すなわち、駆動体９は、±ｙ方向にのみの摺動するようにガイドされている。

　次に、遮光板Ａ及び遮光板Ｂについて説明する。図１２に示すように、遮光板Ａは、ベース板２に設けられた回転シャフト３０ａを中心として回転可能に支持されている。遮光板Ｂは、ベース板２に設けられた回転シャフト３０ｂを中心として回転可能に支持されている。具体的には、遮光板Ａは、アタッチメント３１ａを介して支持体３２ａに取り付けられている。支持体３２ａは、軸受筒３３ａと駆動ピン３４ａとを備えており、軸受筒３３ａに回転シャフト３０ａが挿入されている。

　遮光板Ｂは、アタッチメント３１ｂを介して支持体３２ｂに取り付けられている。支持体３２ｂは、軸受筒３３ｂと駆動ピン３４ｂとを備えており、軸受筒３３ｂに回転シャフト３０ｂが挿入されている。

　各支持体３２ａ、３２ｂの駆動ピン３４ａ、３４ｂは、駆動体９のピンガイド２１ａ、２１ｂの幅と略同一の直径を有する。図１３、図１４に示すように、駆動ピン３４ａは、ピンガイド２１ａに挿入され、駆動ピン３４ｂは、ピンガイド２１ｂに挿入されている。

　駆動体９の位置検出には、図１０に示す光検出タイプの位置センサ４０が用いられている。駆動体９に設けられた遮光部が位置センサ４０から発せられる光の光路を横切ると、光が遮断され、駆動体９の位置が検出される。駆動体９の位置情報は、不図示の制御部に入力され、ステッピングモータ４の回転制御に用いられる。もっとも、駆動体９の位置に代えて、遮光板Ａと遮光板Ｂの双方または一方の位置を検出し、検出結果に基づいてステッピングモータ４の回転を制御してもよい。

　次に、遮光板Ａ及び遮光板Ｂの回転動作について説明する。図１４に示すように、ステッピングモータ４の回転軸（ギア５）が反時計回りに回転すると、ギア６が時計回りに回転する。ギア６の回転運動は、上述のラック＆ピニオンギアによって直線運動に変換され、駆動体９が＋ｙ方向に移動する。駆動体９が＋ｙ方向に移動すると、駆動体９に設けられているピンガイド２１ａ、２１ｂも同方向に移動する。すると、ピンガイド２１ａ、２１ｂに挿入されている駆動ピン３４ａ、３４ｂは、ピンガイド２１ａ、２１ｂの内周面により押される。結果、遮光板Ａ及び遮光板Ｂは、回転シャフト３０ａ、３０ｂを回転軸として逆方向に同時に回転する。

　図１５Ａは、遮光板Ａと遮光板Ｂが開いて入射光の全てが調光装置５０を通過可能な状態のときの駆動体９の位置を示している。図１５Ｂは、遮光板Ａと遮光板Ｂが閉じて入射光が調光装置５０を通過不可能な状態のときの駆動体９の位置を示している。遮光板Ａと遮光板Ｂが完全に開いた状態（図１５Ａ）から、遮光板Ａと遮光板Ｂが完全に閉じた状態（図１５Ｂ）への移行は、駆動体９が－ｙ方向に移動することにより実現される。一方、遮光板Ａと遮光板Ｂが完全に閉じた状態（図１５Ｂ）から完全に開いた状態（図１５Ａ）への移行は、駆動体９が＋ｙ方向に移動することにより実現される。この動作における駆動体９の移動ストロークは約１．５ｃｍである。

　次に、遮光板Ａ、Ｂの回転量と駆動体９の移動量との関係についてより具体的に説明する。図１６Ａは、遮光板Ａ及び遮光板Ｂが完全に閉じて、光が遮光されている状態を示している。図１６Ａに示す状態のときに、駆動体９の＋ｙ方向への移動量が最大となる。説明の便宜上、駆動ピン３４ａの中心と回転シャフト３０ａの中心とを結ぶ直線と、回転シャフト３０ａ、３０ｂの中心を通る水平軸とがなす角度を“角度α”と定義する。また、駆動ピン３４ｂの中心と回転シャフト３０ｂの中心とを結ぶ直線と、上記水平軸とがなす角度を“角度β”と定義する。

　図１６Ａに示す状態のときの角度α及び角度βは、出射側に５５°である。駆動体９が－ｙ方向に移動するに従って角度α及び角度βは拡大する。遮光板Ａ及び遮光板Ｂが４５°回転したとき（１６Ｂ）、角度α及び角度βは、出射側に１０°になる。

　図１６Ｃは、遮光板Ａと遮光板Ｂが完全に開いて、光が遮光されていない状態を示している。図１６Ｃに示す状態のときに、駆動体９の－ｙ方向への移動量が最大となる。図１６Ｃに示す状態のときの角度αと角度βは、入射側に３５°である。

　本実施形態では、ピンガイド２１ａ、２１ｂが、ピンガイド２１ａ、２１ｂの長軸がｘ方向と平行になるように設けられている。しかし、ピンガイド２１ａ、２１ｂの長軸をｘ方向に対して傾けることも可能である。また、ピンガイド２１ａ、２１ｂを直線状ではなく、曲線状に形成してよい。ピンガイド２１ａ、２１ｂの長軸をｘ方向に対して傾けると、駆動ピン３４ａ、３４ｂとピンガイド２１ａ、２１ｂの内周面との間の摩擦抵抗が軽減される。ピンガイド２１ａ、２１ｂを曲線状に形成すると、駆動体９が一定速度で移動しても遮光板Ａ、Ｂの回転速度が変化する。
（実施形態３）
　以下、本発明の投写型表示装置の実施形態の一例について説明する。本実施形態に係る投写型表示装置は、第１の実施形態に係る調光装置１を備えている。

　図１７、図１８は、本実施形態に係る投写型表示装置の分解斜視図である。図１８では、上筐体７０とメイン基板７１とが取り外されている。図１８では、上筐体（不図示）、メイン基板及び調光装置１が取り外されている。

　投写型表示装置の主要構成要素は、電源ユニット、光学エンジン及び投写レンズである。電源ユニットは、メイン基板を含む電子回路やランプユニット内のランプなどに電力を安定供給する。光学エンジンは、ランプから発せられた光をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色光に分離する色分離光学系を含む照明光学系を有する。光学エンジンは、各色光を光変調して画像を生成する画像形成素子（本実施形態では、液晶デバイス）を有する。光学エンジンはさらに、各色の画像を合成してフルカラーの画像を生成する色合成手段を有する。投写レンズは、光学エンジンにより生成された画像を拡大投写する。

　調光装置１は、光学エンジンに組み込まれている。より具体的には、調光装置１は、光学エンジンの照明光学系内に配置されている。調光装置１は、照明光学系によって液晶デバイスに照射される光の量を調節する。具体的には、照明光学系を構成しているインテグレータユニットを通過する光の量を調節する。インテグレータユニットを通過する光の量は、液晶デバイスで生成される画像の明るさに応じて調節される。この調光動作により、投写映像のコントラストを向上させることができる。

　図１９に、調光装置１とインテグレータユニット７２との関係を示す。図１９に示すように、インテグレータユニット７２は、フレーム７３と、フレーム７３内に保持された２つのインテグレータレンズ（不図示）と、フレーム７３の前後に設けられた偏光変換素子７４、７５とを有する。インテグレータレンズと偏光変換素子７４、７５とは、同一のフレーム７３に取り付けられて一体化されている。

　調光装置１は、上記構造を有するインテグレータユニット７２に搭載され、インテグレータユニット７２と一体化されている。調光装置１をインテグレータユニット７２と一体化することができるは、調光装置１が小型軽量だからである。

　調光装置１は、インテグレータユニット７２にねじ止めされ、インテグレータユニット７２に対して着脱可能である。従って、インテグレータユニット７２への調光装置１の組み付けが容易である。また、調光装置１やインテグレータユニット７２のメンテナンスも容易である。

　また、同一の光学エンジンを有する投写型表示装置の一部のモデルには、調光装置を搭載し、他のモデルには調光装置を搭載しないことも可能である。すなわち、同一の光学エンジンを用いて製品バリエーションを増やすことができる。さらには、既存の投写型表示装置に調光装置を後付けすることもできる。

Claims

光路に進入し、または前記光路から退避するように回転して、前記光路を通過する光の量を調節する遮光板を有する調光装置であって、
　駆動源と、前記駆動源が発する駆動力によって直線往復移動する駆動体と、前記駆動源が発する駆動力を前記駆動体に伝達する伝達機構とを有し、
　前記伝達機構は、少なくとも一つの回転ギアと、前記回転ギアの回転運動を直線運動に変換する変換ギアとを備え、
　前記遮光板には、該遮光板の回転軸と平行な駆動ピンが一体的に設けられ、
　前記駆動体は、前記駆動ピンと係合しており、
　前記駆動体の往復移動に伴って前記駆動ピンが前記遮光板の前記回転軸を中心として回動することによって、前記遮光板が回転する、調光装置。
前記駆動ピンが前記遮光板に取り付けられた支持体に設けられている、請求の範囲第１項に記載の調光装置。
前記駆動ピンと前記遮光板とが一体成形されている、請求の範囲第１項に記載の調光装置。
前記回転ギアを複数有し、それら複数の回転ギアによって減速ギアが構成されている、請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の調光装置。
前記駆動ピンが前記駆動体に形成された孔または溝に挿入されている、請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の調光装置。
第１の遮光板と第２の遮光板とを有し、前記第１の遮光板と前記第２の遮光板とが反対方向に回転するように、前記第１の遮光板に設けられた前記駆動ピンと前記駆動体との係合位置と、前記第２の遮光板に設けられた前記駆動ピンと前記駆動体との係合位置とが定められている、請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の調光装置。
前記駆動体は、前記光路を通過する光の光軸と直交する方向または平行な方向に往復移動する、請求の範囲第６項に記載の調光装置。
前記駆動体の位置を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて前記駆動源を制御する制御部とを有する、請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の調光装置。
前記遮光板の位置を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて前記駆動源を制御する制御部とを有する、請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の調光装置。
画像形成素子によって形成された画像を拡大投写する投写型表示装置であって、
　光源と、
　前記光源から発せられた光を前記画像形成素子に入射される照明光学系と、
　前記画像形成素子に入射する光の調節する調光手段と、を有し、
　前記調光手段は、請求の範囲第１項乃至第９項のいずれかに記載の調光装置であり、
　前記調光装置の前記遮光板は、前記照明光学系を構成している２つのインテグレータレンズの間に配置されている、投写型表示装置。
前記調光装置は、前記２つのインテグレータレンズを含むインテグレータユニットと一体化され、前記インテグレータユニットと共に前記投写型表示装置の本体から取り外し可能である、請求の範囲第１０項に記載の投写型表示装置。