投射レンズ装置及びプロジェクタ装置
【課題】絞り板を精度良く駆動できる投射レンズ装置を提供する。
【解決手段】第１伝達手段42を第２伝達手段43に接続する方向に付勢するとともに、第２伝達手段43に対して接続する方向及び離れる方向に変位可能に第１伝達手段42を支持手段45にて支持する。レンズ鏡筒とフレーム体の取り付け位置、及び、モータ41とフレーム体との取り付け位置が正規位置に対してずれた場合などでも、ずれを第１伝達手段42の回動により吸収してモータ41の駆動力を絞り板31へと確実に伝達し、絞り板31を精度良く駆動できる。
【解決手段】第１伝達手段42を第２伝達手段43に接続する方向に付勢するとともに、第２伝達手段43に対して接続する方向及び離れる方向に変位可能に第１伝達手段42を支持手段45にて支持する。レンズ鏡筒とフレーム体の取り付け位置、及び、モータ41とフレーム体との取り付け位置が正規位置に対してずれた場合などでも、ずれを第１伝達手段42の回動により吸収してモータ41の駆動力を絞り板31へと確実に伝達し、絞り板31を精度良く駆動できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を投射するプロジェクタ装置に設けられる投射レンズ装置及びこれを備えたプロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の投射レンズ装置としては、スクリーンの周囲の明るさなどに応じて投射像のコントラストを可変できるようにするために、投射光学系を通過する投射光の光路内に絞り量を可変可能な絞り手段を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、このような投射レンズ装置では、絞り手段の絞り量をモータの駆動力にて変更しようとする場合、モータの配置などに関して、以下のような問題点がある。
【０００４】
投射光学系が保持されるレンズ鏡筒にモータを取り付ける構造とした場合には、モータの荷重によりレンズ鏡筒の光軸がずれるおそれがある。
【０００５】
また、レンズ鏡筒にズーム機構を設ける場合には、モータの荷重によりズーム機構の動作の作動性が低下する問題もある。
【０００６】
そこで、これら問題点を回避するために、レンズ鏡筒を支持する本体部にモータを取り付け、モータと絞り手段とを歯車列により連結する構成が考えられる。
【特許文献１】特開２００４−１５７３４８号公報（第５−６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような構成では、レンズ鏡筒と本体部とが別の構造体であるため、レンズ鏡筒と本体部との取付位置の精度、及び、モータと本体部との取付位置の精度をそれぞれ向上しないと、歯車間の噛合力が適切な状態にならず、歯車列の円滑な回転を確保できないため、絞り手段の駆動に支障を及ぼすおそれがあるという問題点を有している。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、絞り手段を精度良く駆動できる投射レンズ装置及びこれを備えたプロジェクタ装置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】
【０００９】
請求項１記載の投射レンズ装置は、光を投射するプロジェクタ装置の本体部に支持されるレンズ鏡筒を備えた投射光学系と、この投射光学系を通過する光の量を調整する絞り手段と、この絞り手段を駆動する駆動手段とを具備し、前記駆動手段は、モータと、前記本体部側に設けられる第１伝達手段及び前記レンズ鏡筒側に設けられる第２伝達手段を有し、前記モータの駆動力を前記絞り手段に伝達する伝達手段と、前記第２伝達手段に接続する方向へと前記第１伝達手段を付勢可能に設けられ、この第１伝達手段を前記第２伝達手段に対して接続する方向及び離れる方向にそれぞれ変位可能に支持する支持手段とを備えているものである。
【００１０】
そして、第１伝達手段を第２伝達手段に接続する方向に付勢可能であるとともに、第２伝達手段に対して接続する方向及び離れる方向に変位可能に第１伝達手段を支持手段にて支持するため、レンズ鏡筒と本体部との取り付け位置、及び、モータと本体部との取り付け位置が正規位置に対してずれた場合などでも、このずれを第１伝達手段の変位により吸収してモータの駆動力が絞り手段へと確実に伝達され、絞り手段が精度良く駆動される。
【００１１】
請求項２記載の投射レンズ装置は、請求項１記載の投射レンズ装置において、第１伝達手段は、長手状に形成され、長手方向の中間部が回動可能に軸支された保持部と、この保持部の長手方向の一端部に設けられ、絞り手段が閉じる方向に駆動する際に前記保持部の回動により第２伝達手段に接続される閉側伝達部と、前記保持部の長手方向の他端部に設けられ、前記絞り手段が開く方向に駆動する際に前記保持部の回動により前記第２伝達手段に接続される開側伝達部とを備えているものである。
【００１２】
そして、長手状に形成された保持部の長手方向の中間部を回動可能に軸支し、絞り手段が閉じる方向に駆動する際に保持部の回動によって閉側伝達部が第２伝達手段に接続され、絞り手段が開く方向に駆動する際に保持部の回動によって開側伝達部が第２伝達手段に接続されるので、第１伝達手段を第２伝達手段に対して比較的簡単な構成で変位させることが可能になる。
【００１３】
請求項３記載の投射レンズ装置は、請求項２記載の投射レンズ装置において、閉側伝達部、開側伝達部、及び、第２伝達手段は、それぞれ回転歯車で構成されているものである。
【００１４】
そして、閉側伝達部、開側伝達部、及び、第２伝達手段を、それぞれ回転歯車で構成することで、モータの駆動力が絞り手段に確実に伝達される。
【００１５】
請求項４記載の投射レンズ装置は、請求項３記載の投射レンズ装置において、支持手段は、閉側伝達部及び開側伝達部にそれぞれ接続され、モータの駆動力により回転する接続回転歯車を備えたものである。
【００１６】
そして、モータの駆動力により回転する接続回転歯車を閉側伝達部及び開側伝達部にそれぞれ接続することで、モータの回転方向に対応して保持部が回動して、閉側伝達部と開側伝達部とのいずれか一方が選択的に第２伝達手段に接続されるので、モータの回転力を保持部の回動に利用し、構成を簡略化することが可能となる。
【００１７】
請求項５記載の投射レンズ装置は、請求項３または４記載の投射レンズ装置において、投射光学系は、光軸方向に移動してズーム動作する移動鏡筒を備え、第２伝達手段は、前記移動鏡筒の移動に伴って光軸方向に移動可能に設けられ、前記第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部とは、光軸方向に沿ってそれぞれ回転軸を有し、かつ、少なくともいずれか一方が、前記第２伝達手段の移動可能な距離よりも長い歯車溝を有しているものである。
【００１８】
そして、第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部とを、光軸方向に沿ってそれぞれ回転軸を有するように設け、かつ、第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部との少なくともいずれか一方に、第２伝達手段の移動可能な距離よりも長い歯車溝を設けることで、移動鏡筒の移動に伴って第２伝達手段が光軸方向に沿って移動しても、第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部とが確実に歯合される。
【００１９】
請求項６記載のプロジェクタ装置は、光源と、本体部と、前記光源から照射された光を変調する光変調手段と、前記本体部に支持され、前記光変調手段で変調された光をスクリーンに投射する請求項１ないし５いずれか一記載の投射レンズ装置とを具備したものである。
【００２０】
そして、請求項１ないし５いずれか一記載の投射レンズ装置を備えることで、モータの駆動力が絞り手段へと確実に伝達され、絞り手段が精度良く駆動されるため、コントラストを精度良く変化させることが可能となる。
【００２１】
請求項７記載のプロジェクタ装置は、請求項６記載のプロジェクタ装置において、光変調手段は、光源からの光を、オン時には投射レンズ装置へと反射し、オフ時には前記オン時と異なる方向に反射する反射型素子であり、モータは、前記オフ時に前記反射型素子にて光が反射される位置からずれた位置に配設されているものである。
【００２２】
そして、反射型素子のオフ時に光が反射される位置からずれた位置にモータを設けることで、オフ時に反射型素子により反射された光によりモータが加熱されることを防止する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、絞り手段を精度良く駆動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態の投射レンズ装置の構成を図１ないし図６を参照して説明する。
【００２５】
図６において、１はプロジェクタ装置で、このプロジェクタ装置１は、光源としてのランプ２と、このランプ２から照射された光を着色するカラーホイール３を備えたカラーホイールユニット４、このカラーホイールユニット４により着色された光の照度を均一化して導く照明光学系５、この照明光学系５で導かれた光を変調させる光変調手段としての表示素子すなわち表示デバイスであるＤＭＤ(Digital Micromirror Device(商品名))６、及び、このＤＭＤ６で変調された光線を図示しないスクリーンへと投射する投射光学系としてのレンズ鏡筒７などを備えている。そして、このプロジェクタ装置１は、照明光学系５及びＤＭＤ６などが本体部としてのフレーム体８に取り付けられ、かつ、ランプ２、カラーホイールユニット４及びレンズ鏡筒７などとともに図示しない外装筐体内に収容されている。
【００２６】
なお、以下、ランプ２からスクリーンに向かう光線の光軸Ｏに沿って、スクリーン側を前側、ランプ２側を後側とし、光軸Ｏの後側から前側に向かって左右方向をそれぞれ左右方向として説明する。
【００２７】
ランプ２は、ハロゲンランプなどの白熱電球、あるいはメタルハライドランプなどの放電ランプである。
【００２８】
カラーホイール３は、例えば赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の各色フィルタをそれぞれ等分割の扇形状に設けた円盤状に形成され、光軸Ｏに対して略直交する方向に沿って配置されている。そして、カラーホイールユニット４は、カラーホイール３の赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の各色フィルタがランプ２の光線に順次当たるようにカラーホイール３を周方向に一定の速度で回転させ、ランプ２から照射された光線を時分割で各色に着色するものである。
【００２９】
照明光学系５は、カラーホイールユニット４で着色した光線の照度を均一化する光管11、この光管11で照度を均一化された光線を集光するレンズユニット12、このレンズユニット12で集光された光線を反射させる反射ミラーM1、この反射ミラーM1で反射された光線をＤＭＤ６へと反射させるコーンケーブミラーM2などを有している。
【００３０】
光管11は、光軸Ｏと同軸状に配置されている。この光管11は、カラーホイールユニット４で着色した光線の照度を均一化しつつレンズユニット12へと照射させるものである。
【００３１】
レンズユニット12は、光軸Ｏに沿って配置されたレンズL1，L2，L3を備えている。
【００３２】
反射ミラーM1は、レンズユニット12の軸方向に対して傾斜状、かつコーンケーブミラーM2に向けて光を反射するように配設されている。
【００３３】
コーンケーブミラーM2は、正面視で略四角形状に形成され、円錐面状の反射面を有し、ＤＭＤ６に対向するようにレンズ鏡筒７の下部に配設されている。そして、このコーンケーブミラーM2は、レンズ鏡筒７の後部が嵌合する正面視四角形状の切欠部13が角部に切り欠き形成されている。
【００３４】
そして、ＤＭＤ６は、レンズL1，L2，L3などにより集光された光線を、処理された映像信号に応じて変調させて反射する反射型素子であり、映像信号を処理する映像信号処理回路などの電子回路に実装されている。具体的に、このＤＭＤ６は、図示しない微小なミラーをマトリクス状に多数有し、これらミラーがオンオフすなわちスイッチングされ、オン時にはレンズ鏡筒７へと光を反射させる（オン光（投射光））とともに、オフ時にはオン時の反射方向と異なる方向である光軸Ｏの右上方向へと光を反射させる（オフ光（非投射光））。
【００３５】
レンズ鏡筒７は、内部に複数のレンズを保持した略円筒状のフォーカス環15と略円筒状のズーム環16とをそれぞれ備え、レンズ鏡筒保持板17を介してフレーム体８に取り付けられている。
【００３６】
フォーカス環15は、光軸Ｏの周りに回動可能に設けられ、このフォーカス環15を回動させることにより、最前部に位置するレンズが光軸Ｏに沿って前後に移動することで、フォーカス動作がなされる。
【００３７】
ズーム環16は、フォーカス環15とは独立に光軸Ｏの周り回動可能に設けられ、円筒状の移動鏡筒18の前部を内部に保持している。ここで、この移動鏡筒18は、ズーム環16の回動に連動して光軸方向に沿って前後方向に移動可能に設けられ、この前後方向への移動により、投射像の倍率を変化させてズーム動作するものである。
【００３８】
レンズ鏡筒保持板17は、図２に示すように、正面視で略四角形状に形成され、移動鏡筒18が挿通されてフレーム体８内へと突出する円形状の孔部28が中心部に穿設されている。また、このレンズ鏡筒保持板17には、四隅にねじ孔29がそれぞれ穿設され、これらねじ孔29にそれぞれ図示しないねじを挿入して締め付けることで、レンズ鏡筒保持板17がフレーム体８に固定される。
【００３９】
また、移動鏡筒18には、図１及び図２などに示すように、レンズ鏡筒７を通過する光の量を調整する絞り手段としての絞り板31と、この絞り板31を駆動させる駆動手段32とがそれぞれ設けられている。そして、これら絞り板31、駆動手段32及びレンズ鏡筒７などにより、投射レンズ装置33が構成されている。
【００４０】
絞り板31は、移動鏡筒18と一体的に移動可能に設けられ、移動鏡筒18の中心側すなわち光軸側に向けて円弧状に突出する絞り部35と、この絞り部35の右下部から下方に延設された被支持部36とを有している。そして、この絞り板31は、レンズ鏡筒保持板17の孔部28の内側に位置する移動鏡筒18の大径部18aの後方に水平に突設された絞り板支持部37に被支持部36が回動可能に軸支されているとともに、絞り手段付勢体としてのばね38により光軸方向に沿って前側へと付勢されている。
【００４１】
駆動手段32は、モータ41と、このモータ41により駆動される第１伝達手段42及びこの第１伝達手段42に接続され光軸方向に沿って移動鏡筒18と一体的に移動可能に設けられた第２伝達手段43を備えた伝達手段44と、第２伝達手段43に接続する方向へと第１伝達手段42を付勢可能であるとともに、この第１伝達手段42を第２伝達手段43に対して接続する方向及び離れる方向にそれぞれ変位可能に支持する支持手段45とを有している。
【００４２】
モータ41は、第１伝達手段42に設けられた保持部46を回動可能に軸支するとともにフレーム体８に固定された取付枠47に固定され、ＤＭＤ６からの反射光に対するコーンケーブミラーM2の背後であるコーンケーブミラーM2の前側に配置されている。すなわち、モータ41は、光軸Ｏに対して左下側に配設されている。言い換えると、モータ41は、光軸Ｏを挟んでＤＭＤ６からのオフ光の反射方向と反対側に配設され、オフ光の反射位置からずれて位置している。
【００４３】
ここで、取付枠47は、フレーム体８に固定され左右方向に沿って水平かつ長手状の基板部51と、この基板部51の前後から上方に屈曲され保持部46を前後から挟持する軸支板52，52と、基板部51の左側の一端部から上方に屈曲されモータ41が取り付けられる取付板53とを備えている。さらに、取付板53には、図示しない挿通孔が穿設され、この挿通孔にはモータ41の回転軸55が挿通されている。すなわち、モータ41は、光軸Ｏに対して平面視で略直交する方向に沿って回転軸55を有している。そして、この回転軸55の先端部には、ウォームギアWGが一体に設けられている。
【００４４】
このウォームギアWGは、軸支板52，52の間に位置し、モータ41の回転軸55と一体的に回転される。
【００４５】
第１伝達手段42は、左右方向に長手状の保持部46と、この保持部46にそれぞれ回転自在に保持された閉側伝達部としての回転歯車である閉側伝達ギアG1、回転歯車としての伝達ギアG2、開側伝達部としての回転歯車である開側伝達ギアG3、及び、回転歯車としての伝達ギアG4とをそれぞれ備え、フレーム体８に取り付けられている。
【００４６】
保持部46は、図３に示すように、この保持部46の長手方向の中間部となるコ字型枠部61と、このコ字型枠部61から左右方向にそれぞれ延設された板部としての保持腕部62，63とを備え、正面視で略Ｖ字状に形成されている。
【００４７】
コ字型枠部61は、軸支板52，52にそれぞれ回動可能に支持される回動板65，65と、これら回動板65，65の上部を互いに連結する連結板66とを備え、下側が開口されたコ字状に形成されている。そして、回動板65，65には、光軸方向に沿ってそれぞれ回動孔67，67が穿設されている。
【００４８】
保持腕部62，63は、コ字型枠部61の前側の回動板65から左右方向かつ上方に向けて傾斜状にそれぞれ突設されている。そして、保持腕部62の後部には、開側伝達ギアG3と伝達ギアG4とがそれぞれ回動可能に軸支される軸部68，68が光軸方向に沿って後方に略水平に突設され、保持腕部63の後部には、閉側伝達ギアG1と伝達ギアG2とがそれぞれ回動可能に軸支される軸部69，69が光軸方向に沿って略水平に突設されている。そして、閉側伝達ギアG1は、軸部69により保持腕部63の先端部である保持部46の一端部すなわち右端部に位置し、開側伝達ギアG3は、軸部68により保持腕部62の先端部である保持部46の他端部すなわち左端部に位置している。
【００４９】
各軸部68，68及び各軸部69，69は、それぞれ互いに離間されている。また、軸部68，68は、これら軸部68，68に軸支された各伝達ギアG3，G4が互いに歯合可能な距離に離間されている。同様に、軸部69，69は、これら軸部69，69に軸支された各伝達ギアG1，G2が互いに歯合可能な距離に離間されている。
【００５０】
このため、閉側伝達ギアG1は、図１及び図２に示すように、光軸方向に沿って回転軸を有し、閉側伝達部付勢体としての付勢ばね71により、保持腕部63側、すなわち光軸方向に沿って前側へと付勢されている。同様に、開側伝達ギアG3は、光軸方向に沿って回転軸を有し、開側伝達部付勢体としての付勢ばね72により、保持腕部62側、すなわち光軸方向に沿って前側へと付勢されている。したがって、各伝達ギアG1，G3は、各付勢ばね71，72により回転に対して摩擦力すなわちフリクションが与えられている。
【００５１】
さらに、第２伝達手段43は、円環状に形成され、内周部が円滑な円周面となっており、外周部の下側の略半分に伝達手段44の各伝達ギアG1，G3にそれぞれ選択的に歯合可能なギア部75が前後方向に亘って形成されている。
【００５２】
そして、第２伝達手段43は、図２及び図４などに示すように、移動鏡筒18の後部が内部に挿通され、この移動鏡筒18の外周面に設けられた第２伝達手段保持部76に保持されている。ここで、第２伝達手段43の内径寸法と、第２伝達手段保持部76の外径寸法とは、第２伝達手段43が第２伝達手段保持部76の周囲に円滑に回転可能となるように設定されている。
【００５３】
また、第２伝達手段43は、移動鏡筒18の第２伝達手段保持部76の前側に径大となるように段状に形成された保持段部77により前側が位置決めされ、移動鏡筒18に取り付けられるピン78，79により後側が位置決めされて、移動鏡筒18に対して前後方向にがたつきなく、かつ光軸Ｏに対して傾斜しないように位置決めされている。この結果、この第２伝達手段43は、光軸方向に沿って回転軸を有し、移動鏡筒18の移動に伴って光軸方向に沿って前後に移動可能に設けられている。
【００５４】
さらに、第２伝達手段43の上部の後側には、図１及び図２などに示すように、突起81，82がそれぞれ後方に延びて形成されている。これら突起81，82の間には、ピン78が位置しており、これら突起81，82とピン78とにより、第２伝達手段43の光軸周りの回転方向の回転量が規制されている。すなわち、ピン78は、第２伝達手段43のストッパとしての機能も有している。
【００５５】
そして、第２伝達手段43の上側の外周面には、突起81の近傍すなわち右上部に、カム部85が径方向に沿って突設されている。このカム部85には、絞り板31を案内すなわちガイドするカムピン86が前方に向けて突設され、このカムピン86は、絞り板31に絞り部35から被支持部36に亘って穿設された円弧状のカム溝87に挿入されている。
【００５６】
この結果、第２伝達手段43の回動により、カム部85とともにカムピン86が第２伝達手段43の周方向に回動することで、このカムピン86とカム溝87との作用により、カムピン86にガイドされた絞り板31の絞り部35が光軸Ｏに対して接近したり遠ざかったりして絞り板31が開閉され、移動鏡筒18を通過する光の絞り量が調整される。
【００５７】
第２伝達手段43のギア部75は、光軸Ｏに沿った方向の厚み寸法が、移動鏡筒18の移動距離よりも大きな寸法に設定されている。すなわち、ギア部75は、移動鏡筒18の移動距離よりも長いギア溝を有している。このため、各伝達ギアG1，G3と第２伝達手段43とは、移動鏡筒18の移動範囲全体に亘って互いに歯合可能となっている。
【００５８】
支持手段45は、接続回転歯車としての両接続ギアG5と、この両接続ギアG5を保持部46とともに取付枠47に対して回転自在に軸支する支持軸88とを有している。
【００５９】
両接続ギアG5は、保持部46のコ字型枠部61の回動板65，65の回動孔67及び取付枠47の軸支板52，52に穿設された図示しない回動孔に挿通された支持軸88により回転自在に軸支され、伝達ギアG2，G4およびウォームギアWGにそれぞれ歯合されている。すなわち、両接続ギアG5は、光軸方向に沿って回動軸を有している。
【００６０】
そして、両接続ギアG5は、モータ41の回動によりウォームギアWGを介して回動されるとともに、この回動に伴い伝達ギアG2，G4を回動させることで、各伝達ギアG1，G3をも回動させるものである。言い換えると、両接続ギアG5は、各伝達ギアG1，G3に接続されるとともに、モータ41の駆動力により回動される。したがって、両接続ギアG5と各伝達ギアG1，G3とは、太陽歯車と遊星歯車との関係となっている。
【００６１】
すなわち、両接続ギアG5と保持部46とは、支持軸88に対してそれぞれ互いに自由回動するように設けられている。
【００６２】
フレーム体８は、例えば金属などの部材で形成され、図６に示すように、カラーホイールユニット４、照明光学系５、ＤＭＤ６、及びレンズ鏡筒７がそれぞれ取り付けられ、外装筐体内に保持されている。
【００６３】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００６４】
ランプ２から照射された光線は、カラーホイール３により時分割で赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)にそれぞれ着色された色光となり、光管11にて照度を均一化された後、レンズユニット12により集光されて反射ミラーM1にてコーンケーブミラーM2へと反射され、このコーンケーブミラーM2で反射された光がＤＭＤ６へと入射する。さらに、ＤＭＤ６に入射した色光は、映像信号処理回路などにて処理した映像信号に応じて反射され、オン光のみがレンズ鏡筒７へと反射され、フォーカス調整及びズーム調整されてスクリーンに投射される。このとき、各色光が視聴者の視覚により残像にて合成されることで、カラーの画像として視覚される。
【００６５】
スクリーンに投射された画像のコントラストを調整する際には、外部操作などによりモータ41を回転させると、このモータ41の回転と一体にウォームギアWGが回転し、このウォームギアWGに歯合された両接続ギアG5が回動する。
【００６６】
このとき、両接続ギアG5が、図５(a)に示すように、例えば反時計回り方向に回動すると、各付勢ばね71，72から各伝達ギアG1，G3に与えられている保持部46の回転方向に対するフリクションにより、両接続ギアG5の回動が保持部46の支持軸88の周方向への回転力として作用して保持部46も反時計回り方向に回動し、両接続ギアG5の周囲に遊星回転する閉側伝達ギアG1が第２伝達手段43のギア部75に接続される。
【００６７】
そして、閉側伝達ギアG1の回動により、第２伝達手段43が時計回り方向に回動すると、この第２伝達手段43とともにカムピン86が第２伝達手段43の回動軸を中心として時計回り方向へと回動し、このカムピン86とカム溝87との作用により絞り板31が絞り板支持部37を中心として下方へと回動して絞り板31が閉じられ、絞り部35が移動鏡筒18の中心軸である光軸Ｏ側へと突出することにより、移動鏡筒18を通過する光の量が絞られる。
【００６８】
一方、両接続ギアG5が、図５(b)に示すように、例えば時計回り方向に回動すると、上記反時計回り方向に回動した場合と同様の作用により保持部46も時計回り方向に回動し、両接続ギアG5の周囲に遊星回転する開側伝達ギアG3が第２伝達手段43のギア部75に接続される。
【００６９】
そして、開側伝達ギアG3の回動により、第２伝達手段43が反時計回り方向に回動すると、この第２伝達手段43とともにカムピン86が第２伝達手段43の回動軸である光軸Ｏを中心として反時計回り方向へと回動し、このカムピン86とカム溝87との作用により絞り板31が絞り板支持部37を中心として上方へと回動して絞り板31が開かれ、絞り部35が移動鏡筒18の径方向に後退することにより、移動鏡筒18を通過する光の量が増加する。
【００７０】
また、第２伝達手段43は、最大で突起81，82のいずれか一方にピン78が当接するまで回動する。ここで、突起81，82のいずれか一方がピン78に当接した状態、すなわち回動規制範囲の端部まで第２伝達手段43が回動した状態で、なおモータ41が回転を続ける場合には、第２伝達手段43のギア部75に接続された閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3の回転しようとする力が、保持部46を支持軸88の周りに回転させる力として作用し、保持部46は、第２伝達手段43のギア部75に接続された閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3が第２伝達手段43のギア部75から離れる方向に跳ね返されて回動する。このため、モータ41の駆動力の第２伝達手段43への伝達が遮断される。
【００７１】
さらに、モータ41が回転し続ける間は、保持部46に、開側伝達ギアG1、あるいは閉側伝達ギアG3を第２伝達手段43に接続する方向に回動する力が作用するため、第２伝達手段43のギア部75から一旦離れた閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3は、再度第２伝達手段43のギア部75に接続される。
【００７２】
すなわち、これら作用の繰り返しにより、第２伝達手段43のギア部75と、各伝達ギアG1，G3とが接離を繰り返し、回動規制範囲の端部まで第２伝達手段43が移動した状態でモータ41が回転を続けても、第２伝達手段43のギア部75と、各伝達ギアG1，G3との間に無理な力が加わることが防止される。
【００７３】
上述したように、上記一実施の形態では、第１伝達手段42を第２伝達手段43に接続する方向に付勢するとともに、第２伝達手段43に対して接続する方向及び離れる方向に変位可能に第１伝達手段42を支持手段45にて支持する構成とした。
【００７４】
この結果、レンズ鏡筒７とフレーム体８との取り付け位置、具体的には第２伝達手段43と各伝達ギアG1，G3との高さ方向の取り付け位置、及び、モータ41と本フレーム体８との取り付け位置などが正規位置に対してずれた場合などでも、第１伝達手段42が回動することによりこのずれを吸収して第２伝達手段43と各伝達ギアG1，G3とが確実に接続され、モータ41の駆動力が絞り板31へと確実に伝達されるので、絞り板31を精度良く駆動できる。
【００７５】
また、保持部46の長手方向の中間部を回動可能に軸支し、絞り板31が閉じる方向に駆動する際に保持部46の回動によって閉側伝達ギアG1が第２伝達手段43に接続され、絞り板31が開く方向に駆動する際に保持部46の回動によって開側伝達ギアG3が第２伝達手段43に接続されるので、第１伝達手段42を第２伝達手段43に対して比較的簡単な構成で変位させることができる。
【００７６】
さらに、閉側伝達ギアG1、開側伝達ギアG3、及び、第２伝達手段43を、それぞれ回転歯車で構成することで、モータ41の駆動力を絞り板31に確実に伝達できる。
【００７７】
そして、モータ41の駆動力により回転する両接続ギアG5を各伝達ギアG1，G3にそれぞれ接続することで、モータ41の回転方向に対応して保持部46が回動して、閉側伝達ギアG1と開側伝達ギアG3とが選択的に第２伝達手段43に接続されるので、モータ41の回転力を保持部46の回動に利用し、保持部46を回動させる付勢手段などを別途設ける必要がなくなるので、構成を簡略化できる。
【００７８】
また、第２伝達手段43と各伝達ギアG1、G3とを、光軸方向に沿ってそれぞれ回転軸を有するように設け、かつ、第２伝達手段43のギア部75のギア溝を移動鏡筒18の移動距離よりも長くすることで、移動鏡筒18の移動に伴って第２伝達手段43が光軸方向に沿って移動しても、第２伝達手段43と各伝達ギアG1，G3とを確実に歯合できる。
【００７９】
さらに、第２伝達手段43の回動が規制された状態で、この第２伝達手段43のギア部75に接続された閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3が回動しようとしても、これら閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3の回転しようとする力が、保持部46に対して、第２伝達手段43のギア部75に接続された閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3が第２伝達手段43のギア部75から離れる方向に回動する力として作用して逃げることとなり、モータ41の駆動力の第２伝達手段43への伝達が遮断され、閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3と第２伝達手段43との間に無理な力が加わることを防止できる。
【００８０】
そして、プロジェクタ装置１が投射レンズ装置33を備えることで、モータ41の駆動力が絞り板31へと確実に伝達され、絞り板31を精度良く駆動できるため、投射像のコントラストを精度良く変化させることができ、プロジェクタ装置１の画質を向上できる。
【００８１】
また、光軸Ｏに対してオフ時にＤＭＤ６により光が反射される側と反対側にモータ41を設けることで、オフ時にＤＭＤ６により反射された光によりモータ41が加熱されることを防止できる。
【００８２】
しかも、モータ41は、コーンケーブミラーM2の背後に配設されているため、ＤＭＤ６からのオン光もモータ41に照射されることがなく、オン光によりモータ41が加熱されることをも防止できる。
【００８３】
さらに、モータ41、第１伝達手段42及び保持部46を、取付枠47を介してフレーム体８に取り付けることで、これらモータ41、第１伝達手段42及び保持部46をユニット化して組み付けできるので、製造性を向上できる。
【００８４】
そして、モータ41をフレーム体８側に取り付けることで、モータをレンズ鏡筒側に取り付ける場合と比較して、モータ41の荷重によりレンズ鏡筒７の光軸Ｏがずれたり、ズーム環16によるズーム機能の作動性が低下したりすることをも防止できる。
【００８５】
また、保持部46を回動板65，65の２箇所で軸支することにより、保持部46を安定して支持できる。
【００８６】
さらに、ウォームギアWGを用いることで、第１伝達手段42の重量などでウォームギアWGが逆回転することがなく第１伝達手段42の回動状態が保持されるので、絞り板31が不意に回動してコントラストが変化したりすることを防止できる。
【００８７】
なお、上記一実施の形態において、各伝達手段42，43は、それぞれ回転歯車に代えてローラなどとする構成も可能である。
【００８８】
また、第２伝達手段43のギア部75のギア溝の長さを移動鏡筒18の移動距離より長く設定することに代えて、第１伝達手段42の各伝達ギアG1，G3のギア溝の長さを移動鏡筒18の移動距離よりも長く設定するようにしてもよく、あるいは、第２伝達手段43のギア部75と第１伝達手段42の各伝達ギアG1，G3の両方のギア溝の長さを移動鏡筒18の移動距離よりも長く設定してもよい。
【００８９】
さらに、プロジェクタ装置１は、上記構成に限定されるものではなく、例えば透過型のプロジェクタ装置、あるいは光変調をしないプロジェクタ装置などとすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施の形態の投射レンズ装置の一部を示す斜視図である。
【図２】同上投射レンズ装置を示す斜視図である。
【図３】同上投射レンズ装置を示す分解斜視図である。
【図４】同上投射レンズ装置の保持部を示す斜視図である。
【図５】(a)は同上投射レンズ装置の絞り手段の閉状態を示す斜視図、(b)は同上絞り手段の開状態を示す斜視図である。
【図６】同上投射レンズ装置を備えたプロジェクタ装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ プロジェクタ装置
２ 光源としてのランプ
６ 光変調手段としてのＤＭＤ
７ 投射光学系としてのレンズ鏡筒
８ 本体部としてのフレーム体
18 移動鏡筒
31 絞り手段としての絞り板
32 駆動手段
33 投射レンズ装置
41 モータ
42 第１伝達手段
43 第２伝達手段
44 伝達手段
45 支持手段
46 保持部
G1 閉側伝達部としての閉側伝達ギア
G3 開側伝達部としての開側伝達ギア
G5 接続回転歯車としての両接続ギア
Ｏ 光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を投射するプロジェクタ装置に設けられる投射レンズ装置及びこれを備えたプロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の投射レンズ装置としては、スクリーンの周囲の明るさなどに応じて投射像のコントラストを可変できるようにするために、投射光学系を通過する投射光の光路内に絞り量を可変可能な絞り手段を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、このような投射レンズ装置では、絞り手段の絞り量をモータの駆動力にて変更しようとする場合、モータの配置などに関して、以下のような問題点がある。
【０００４】
投射光学系が保持されるレンズ鏡筒にモータを取り付ける構造とした場合には、モータの荷重によりレンズ鏡筒の光軸がずれるおそれがある。
【０００５】
また、レンズ鏡筒にズーム機構を設ける場合には、モータの荷重によりズーム機構の動作の作動性が低下する問題もある。
【０００６】
そこで、これら問題点を回避するために、レンズ鏡筒を支持する本体部にモータを取り付け、モータと絞り手段とを歯車列により連結する構成が考えられる。
【特許文献１】特開２００４−１５７３４８号公報（第５−６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような構成では、レンズ鏡筒と本体部とが別の構造体であるため、レンズ鏡筒と本体部との取付位置の精度、及び、モータと本体部との取付位置の精度をそれぞれ向上しないと、歯車間の噛合力が適切な状態にならず、歯車列の円滑な回転を確保できないため、絞り手段の駆動に支障を及ぼすおそれがあるという問題点を有している。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、絞り手段を精度良く駆動できる投射レンズ装置及びこれを備えたプロジェクタ装置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】
【０００９】
請求項１記載の投射レンズ装置は、光を投射するプロジェクタ装置の本体部に支持されるレンズ鏡筒を備えた投射光学系と、この投射光学系を通過する光の量を調整する絞り手段と、この絞り手段を駆動する駆動手段とを具備し、前記駆動手段は、モータと、前記本体部側に設けられる第１伝達手段及び前記レンズ鏡筒側に設けられる第２伝達手段を有し、前記モータの駆動力を前記絞り手段に伝達する伝達手段と、前記第２伝達手段に接続する方向へと前記第１伝達手段を付勢可能に設けられ、この第１伝達手段を前記第２伝達手段に対して接続する方向及び離れる方向にそれぞれ変位可能に支持する支持手段とを備えているものである。
【００１０】
そして、第１伝達手段を第２伝達手段に接続する方向に付勢可能であるとともに、第２伝達手段に対して接続する方向及び離れる方向に変位可能に第１伝達手段を支持手段にて支持するため、レンズ鏡筒と本体部との取り付け位置、及び、モータと本体部との取り付け位置が正規位置に対してずれた場合などでも、このずれを第１伝達手段の変位により吸収してモータの駆動力が絞り手段へと確実に伝達され、絞り手段が精度良く駆動される。
【００１１】
請求項２記載の投射レンズ装置は、請求項１記載の投射レンズ装置において、第１伝達手段は、長手状に形成され、長手方向の中間部が回動可能に軸支された保持部と、この保持部の長手方向の一端部に設けられ、絞り手段が閉じる方向に駆動する際に前記保持部の回動により第２伝達手段に接続される閉側伝達部と、前記保持部の長手方向の他端部に設けられ、前記絞り手段が開く方向に駆動する際に前記保持部の回動により前記第２伝達手段に接続される開側伝達部とを備えているものである。
【００１２】
そして、長手状に形成された保持部の長手方向の中間部を回動可能に軸支し、絞り手段が閉じる方向に駆動する際に保持部の回動によって閉側伝達部が第２伝達手段に接続され、絞り手段が開く方向に駆動する際に保持部の回動によって開側伝達部が第２伝達手段に接続されるので、第１伝達手段を第２伝達手段に対して比較的簡単な構成で変位させることが可能になる。
【００１３】
請求項３記載の投射レンズ装置は、請求項２記載の投射レンズ装置において、閉側伝達部、開側伝達部、及び、第２伝達手段は、それぞれ回転歯車で構成されているものである。
【００１４】
そして、閉側伝達部、開側伝達部、及び、第２伝達手段を、それぞれ回転歯車で構成することで、モータの駆動力が絞り手段に確実に伝達される。
【００１５】
請求項４記載の投射レンズ装置は、請求項３記載の投射レンズ装置において、支持手段は、閉側伝達部及び開側伝達部にそれぞれ接続され、モータの駆動力により回転する接続回転歯車を備えたものである。
【００１６】
そして、モータの駆動力により回転する接続回転歯車を閉側伝達部及び開側伝達部にそれぞれ接続することで、モータの回転方向に対応して保持部が回動して、閉側伝達部と開側伝達部とのいずれか一方が選択的に第２伝達手段に接続されるので、モータの回転力を保持部の回動に利用し、構成を簡略化することが可能となる。
【００１７】
請求項５記載の投射レンズ装置は、請求項３または４記載の投射レンズ装置において、投射光学系は、光軸方向に移動してズーム動作する移動鏡筒を備え、第２伝達手段は、前記移動鏡筒の移動に伴って光軸方向に移動可能に設けられ、前記第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部とは、光軸方向に沿ってそれぞれ回転軸を有し、かつ、少なくともいずれか一方が、前記第２伝達手段の移動可能な距離よりも長い歯車溝を有しているものである。
【００１８】
そして、第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部とを、光軸方向に沿ってそれぞれ回転軸を有するように設け、かつ、第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部との少なくともいずれか一方に、第２伝達手段の移動可能な距離よりも長い歯車溝を設けることで、移動鏡筒の移動に伴って第２伝達手段が光軸方向に沿って移動しても、第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部とが確実に歯合される。
【００１９】
請求項６記載のプロジェクタ装置は、光源と、本体部と、前記光源から照射された光を変調する光変調手段と、前記本体部に支持され、前記光変調手段で変調された光をスクリーンに投射する請求項１ないし５いずれか一記載の投射レンズ装置とを具備したものである。
【００２０】
そして、請求項１ないし５いずれか一記載の投射レンズ装置を備えることで、モータの駆動力が絞り手段へと確実に伝達され、絞り手段が精度良く駆動されるため、コントラストを精度良く変化させることが可能となる。
【００２１】
請求項７記載のプロジェクタ装置は、請求項６記載のプロジェクタ装置において、光変調手段は、光源からの光を、オン時には投射レンズ装置へと反射し、オフ時には前記オン時と異なる方向に反射する反射型素子であり、モータは、前記オフ時に前記反射型素子にて光が反射される位置からずれた位置に配設されているものである。
【００２２】
そして、反射型素子のオフ時に光が反射される位置からずれた位置にモータを設けることで、オフ時に反射型素子により反射された光によりモータが加熱されることを防止する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、絞り手段を精度良く駆動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態の投射レンズ装置の構成を図１ないし図６を参照して説明する。
【００２５】
図６において、１はプロジェクタ装置で、このプロジェクタ装置１は、光源としてのランプ２と、このランプ２から照射された光を着色するカラーホイール３を備えたカラーホイールユニット４、このカラーホイールユニット４により着色された光の照度を均一化して導く照明光学系５、この照明光学系５で導かれた光を変調させる光変調手段としての表示素子すなわち表示デバイスであるＤＭＤ(Digital Micromirror Device(商品名))６、及び、このＤＭＤ６で変調された光線を図示しないスクリーンへと投射する投射光学系としてのレンズ鏡筒７などを備えている。そして、このプロジェクタ装置１は、照明光学系５及びＤＭＤ６などが本体部としてのフレーム体８に取り付けられ、かつ、ランプ２、カラーホイールユニット４及びレンズ鏡筒７などとともに図示しない外装筐体内に収容されている。
【００２６】
なお、以下、ランプ２からスクリーンに向かう光線の光軸Ｏに沿って、スクリーン側を前側、ランプ２側を後側とし、光軸Ｏの後側から前側に向かって左右方向をそれぞれ左右方向として説明する。
【００２７】
ランプ２は、ハロゲンランプなどの白熱電球、あるいはメタルハライドランプなどの放電ランプである。
【００２８】
カラーホイール３は、例えば赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の各色フィルタをそれぞれ等分割の扇形状に設けた円盤状に形成され、光軸Ｏに対して略直交する方向に沿って配置されている。そして、カラーホイールユニット４は、カラーホイール３の赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の各色フィルタがランプ２の光線に順次当たるようにカラーホイール３を周方向に一定の速度で回転させ、ランプ２から照射された光線を時分割で各色に着色するものである。
【００２９】
照明光学系５は、カラーホイールユニット４で着色した光線の照度を均一化する光管11、この光管11で照度を均一化された光線を集光するレンズユニット12、このレンズユニット12で集光された光線を反射させる反射ミラーM1、この反射ミラーM1で反射された光線をＤＭＤ６へと反射させるコーンケーブミラーM2などを有している。
【００３０】
光管11は、光軸Ｏと同軸状に配置されている。この光管11は、カラーホイールユニット４で着色した光線の照度を均一化しつつレンズユニット12へと照射させるものである。
【００３１】
レンズユニット12は、光軸Ｏに沿って配置されたレンズL1，L2，L3を備えている。
【００３２】
反射ミラーM1は、レンズユニット12の軸方向に対して傾斜状、かつコーンケーブミラーM2に向けて光を反射するように配設されている。
【００３３】
コーンケーブミラーM2は、正面視で略四角形状に形成され、円錐面状の反射面を有し、ＤＭＤ６に対向するようにレンズ鏡筒７の下部に配設されている。そして、このコーンケーブミラーM2は、レンズ鏡筒７の後部が嵌合する正面視四角形状の切欠部13が角部に切り欠き形成されている。
【００３４】
そして、ＤＭＤ６は、レンズL1，L2，L3などにより集光された光線を、処理された映像信号に応じて変調させて反射する反射型素子であり、映像信号を処理する映像信号処理回路などの電子回路に実装されている。具体的に、このＤＭＤ６は、図示しない微小なミラーをマトリクス状に多数有し、これらミラーがオンオフすなわちスイッチングされ、オン時にはレンズ鏡筒７へと光を反射させる（オン光（投射光））とともに、オフ時にはオン時の反射方向と異なる方向である光軸Ｏの右上方向へと光を反射させる（オフ光（非投射光））。
【００３５】
レンズ鏡筒７は、内部に複数のレンズを保持した略円筒状のフォーカス環15と略円筒状のズーム環16とをそれぞれ備え、レンズ鏡筒保持板17を介してフレーム体８に取り付けられている。
【００３６】
フォーカス環15は、光軸Ｏの周りに回動可能に設けられ、このフォーカス環15を回動させることにより、最前部に位置するレンズが光軸Ｏに沿って前後に移動することで、フォーカス動作がなされる。
【００３７】
ズーム環16は、フォーカス環15とは独立に光軸Ｏの周り回動可能に設けられ、円筒状の移動鏡筒18の前部を内部に保持している。ここで、この移動鏡筒18は、ズーム環16の回動に連動して光軸方向に沿って前後方向に移動可能に設けられ、この前後方向への移動により、投射像の倍率を変化させてズーム動作するものである。
【００３８】
レンズ鏡筒保持板17は、図２に示すように、正面視で略四角形状に形成され、移動鏡筒18が挿通されてフレーム体８内へと突出する円形状の孔部28が中心部に穿設されている。また、このレンズ鏡筒保持板17には、四隅にねじ孔29がそれぞれ穿設され、これらねじ孔29にそれぞれ図示しないねじを挿入して締め付けることで、レンズ鏡筒保持板17がフレーム体８に固定される。
【００３９】
また、移動鏡筒18には、図１及び図２などに示すように、レンズ鏡筒７を通過する光の量を調整する絞り手段としての絞り板31と、この絞り板31を駆動させる駆動手段32とがそれぞれ設けられている。そして、これら絞り板31、駆動手段32及びレンズ鏡筒７などにより、投射レンズ装置33が構成されている。
【００４０】
絞り板31は、移動鏡筒18と一体的に移動可能に設けられ、移動鏡筒18の中心側すなわち光軸側に向けて円弧状に突出する絞り部35と、この絞り部35の右下部から下方に延設された被支持部36とを有している。そして、この絞り板31は、レンズ鏡筒保持板17の孔部28の内側に位置する移動鏡筒18の大径部18aの後方に水平に突設された絞り板支持部37に被支持部36が回動可能に軸支されているとともに、絞り手段付勢体としてのばね38により光軸方向に沿って前側へと付勢されている。
【００４１】
駆動手段32は、モータ41と、このモータ41により駆動される第１伝達手段42及びこの第１伝達手段42に接続され光軸方向に沿って移動鏡筒18と一体的に移動可能に設けられた第２伝達手段43を備えた伝達手段44と、第２伝達手段43に接続する方向へと第１伝達手段42を付勢可能であるとともに、この第１伝達手段42を第２伝達手段43に対して接続する方向及び離れる方向にそれぞれ変位可能に支持する支持手段45とを有している。
【００４２】
モータ41は、第１伝達手段42に設けられた保持部46を回動可能に軸支するとともにフレーム体８に固定された取付枠47に固定され、ＤＭＤ６からの反射光に対するコーンケーブミラーM2の背後であるコーンケーブミラーM2の前側に配置されている。すなわち、モータ41は、光軸Ｏに対して左下側に配設されている。言い換えると、モータ41は、光軸Ｏを挟んでＤＭＤ６からのオフ光の反射方向と反対側に配設され、オフ光の反射位置からずれて位置している。
【００４３】
ここで、取付枠47は、フレーム体８に固定され左右方向に沿って水平かつ長手状の基板部51と、この基板部51の前後から上方に屈曲され保持部46を前後から挟持する軸支板52，52と、基板部51の左側の一端部から上方に屈曲されモータ41が取り付けられる取付板53とを備えている。さらに、取付板53には、図示しない挿通孔が穿設され、この挿通孔にはモータ41の回転軸55が挿通されている。すなわち、モータ41は、光軸Ｏに対して平面視で略直交する方向に沿って回転軸55を有している。そして、この回転軸55の先端部には、ウォームギアWGが一体に設けられている。
【００４４】
このウォームギアWGは、軸支板52，52の間に位置し、モータ41の回転軸55と一体的に回転される。
【００４５】
第１伝達手段42は、左右方向に長手状の保持部46と、この保持部46にそれぞれ回転自在に保持された閉側伝達部としての回転歯車である閉側伝達ギアG1、回転歯車としての伝達ギアG2、開側伝達部としての回転歯車である開側伝達ギアG3、及び、回転歯車としての伝達ギアG4とをそれぞれ備え、フレーム体８に取り付けられている。
【００４６】
保持部46は、図３に示すように、この保持部46の長手方向の中間部となるコ字型枠部61と、このコ字型枠部61から左右方向にそれぞれ延設された板部としての保持腕部62，63とを備え、正面視で略Ｖ字状に形成されている。
【００４７】
コ字型枠部61は、軸支板52，52にそれぞれ回動可能に支持される回動板65，65と、これら回動板65，65の上部を互いに連結する連結板66とを備え、下側が開口されたコ字状に形成されている。そして、回動板65，65には、光軸方向に沿ってそれぞれ回動孔67，67が穿設されている。
【００４８】
保持腕部62，63は、コ字型枠部61の前側の回動板65から左右方向かつ上方に向けて傾斜状にそれぞれ突設されている。そして、保持腕部62の後部には、開側伝達ギアG3と伝達ギアG4とがそれぞれ回動可能に軸支される軸部68，68が光軸方向に沿って後方に略水平に突設され、保持腕部63の後部には、閉側伝達ギアG1と伝達ギアG2とがそれぞれ回動可能に軸支される軸部69，69が光軸方向に沿って略水平に突設されている。そして、閉側伝達ギアG1は、軸部69により保持腕部63の先端部である保持部46の一端部すなわち右端部に位置し、開側伝達ギアG3は、軸部68により保持腕部62の先端部である保持部46の他端部すなわち左端部に位置している。
【００４９】
各軸部68，68及び各軸部69，69は、それぞれ互いに離間されている。また、軸部68，68は、これら軸部68，68に軸支された各伝達ギアG3，G4が互いに歯合可能な距離に離間されている。同様に、軸部69，69は、これら軸部69，69に軸支された各伝達ギアG1，G2が互いに歯合可能な距離に離間されている。
【００５０】
このため、閉側伝達ギアG1は、図１及び図２に示すように、光軸方向に沿って回転軸を有し、閉側伝達部付勢体としての付勢ばね71により、保持腕部63側、すなわち光軸方向に沿って前側へと付勢されている。同様に、開側伝達ギアG3は、光軸方向に沿って回転軸を有し、開側伝達部付勢体としての付勢ばね72により、保持腕部62側、すなわち光軸方向に沿って前側へと付勢されている。したがって、各伝達ギアG1，G3は、各付勢ばね71，72により回転に対して摩擦力すなわちフリクションが与えられている。
【００５１】
さらに、第２伝達手段43は、円環状に形成され、内周部が円滑な円周面となっており、外周部の下側の略半分に伝達手段44の各伝達ギアG1，G3にそれぞれ選択的に歯合可能なギア部75が前後方向に亘って形成されている。
【００５２】
そして、第２伝達手段43は、図２及び図４などに示すように、移動鏡筒18の後部が内部に挿通され、この移動鏡筒18の外周面に設けられた第２伝達手段保持部76に保持されている。ここで、第２伝達手段43の内径寸法と、第２伝達手段保持部76の外径寸法とは、第２伝達手段43が第２伝達手段保持部76の周囲に円滑に回転可能となるように設定されている。
【００５３】
また、第２伝達手段43は、移動鏡筒18の第２伝達手段保持部76の前側に径大となるように段状に形成された保持段部77により前側が位置決めされ、移動鏡筒18に取り付けられるピン78，79により後側が位置決めされて、移動鏡筒18に対して前後方向にがたつきなく、かつ光軸Ｏに対して傾斜しないように位置決めされている。この結果、この第２伝達手段43は、光軸方向に沿って回転軸を有し、移動鏡筒18の移動に伴って光軸方向に沿って前後に移動可能に設けられている。
【００５４】
さらに、第２伝達手段43の上部の後側には、図１及び図２などに示すように、突起81，82がそれぞれ後方に延びて形成されている。これら突起81，82の間には、ピン78が位置しており、これら突起81，82とピン78とにより、第２伝達手段43の光軸周りの回転方向の回転量が規制されている。すなわち、ピン78は、第２伝達手段43のストッパとしての機能も有している。
【００５５】
そして、第２伝達手段43の上側の外周面には、突起81の近傍すなわち右上部に、カム部85が径方向に沿って突設されている。このカム部85には、絞り板31を案内すなわちガイドするカムピン86が前方に向けて突設され、このカムピン86は、絞り板31に絞り部35から被支持部36に亘って穿設された円弧状のカム溝87に挿入されている。
【００５６】
この結果、第２伝達手段43の回動により、カム部85とともにカムピン86が第２伝達手段43の周方向に回動することで、このカムピン86とカム溝87との作用により、カムピン86にガイドされた絞り板31の絞り部35が光軸Ｏに対して接近したり遠ざかったりして絞り板31が開閉され、移動鏡筒18を通過する光の絞り量が調整される。
【００５７】
第２伝達手段43のギア部75は、光軸Ｏに沿った方向の厚み寸法が、移動鏡筒18の移動距離よりも大きな寸法に設定されている。すなわち、ギア部75は、移動鏡筒18の移動距離よりも長いギア溝を有している。このため、各伝達ギアG1，G3と第２伝達手段43とは、移動鏡筒18の移動範囲全体に亘って互いに歯合可能となっている。
【００５８】
支持手段45は、接続回転歯車としての両接続ギアG5と、この両接続ギアG5を保持部46とともに取付枠47に対して回転自在に軸支する支持軸88とを有している。
【００５９】
両接続ギアG5は、保持部46のコ字型枠部61の回動板65，65の回動孔67及び取付枠47の軸支板52，52に穿設された図示しない回動孔に挿通された支持軸88により回転自在に軸支され、伝達ギアG2，G4およびウォームギアWGにそれぞれ歯合されている。すなわち、両接続ギアG5は、光軸方向に沿って回動軸を有している。
【００６０】
そして、両接続ギアG5は、モータ41の回動によりウォームギアWGを介して回動されるとともに、この回動に伴い伝達ギアG2，G4を回動させることで、各伝達ギアG1，G3をも回動させるものである。言い換えると、両接続ギアG5は、各伝達ギアG1，G3に接続されるとともに、モータ41の駆動力により回動される。したがって、両接続ギアG5と各伝達ギアG1，G3とは、太陽歯車と遊星歯車との関係となっている。
【００６１】
すなわち、両接続ギアG5と保持部46とは、支持軸88に対してそれぞれ互いに自由回動するように設けられている。
【００６２】
フレーム体８は、例えば金属などの部材で形成され、図６に示すように、カラーホイールユニット４、照明光学系５、ＤＭＤ６、及びレンズ鏡筒７がそれぞれ取り付けられ、外装筐体内に保持されている。
【００６３】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００６４】
ランプ２から照射された光線は、カラーホイール３により時分割で赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)にそれぞれ着色された色光となり、光管11にて照度を均一化された後、レンズユニット12により集光されて反射ミラーM1にてコーンケーブミラーM2へと反射され、このコーンケーブミラーM2で反射された光がＤＭＤ６へと入射する。さらに、ＤＭＤ６に入射した色光は、映像信号処理回路などにて処理した映像信号に応じて反射され、オン光のみがレンズ鏡筒７へと反射され、フォーカス調整及びズーム調整されてスクリーンに投射される。このとき、各色光が視聴者の視覚により残像にて合成されることで、カラーの画像として視覚される。
【００６５】
スクリーンに投射された画像のコントラストを調整する際には、外部操作などによりモータ41を回転させると、このモータ41の回転と一体にウォームギアWGが回転し、このウォームギアWGに歯合された両接続ギアG5が回動する。
【００６６】
このとき、両接続ギアG5が、図５(a)に示すように、例えば反時計回り方向に回動すると、各付勢ばね71，72から各伝達ギアG1，G3に与えられている保持部46の回転方向に対するフリクションにより、両接続ギアG5の回動が保持部46の支持軸88の周方向への回転力として作用して保持部46も反時計回り方向に回動し、両接続ギアG5の周囲に遊星回転する閉側伝達ギアG1が第２伝達手段43のギア部75に接続される。
【００６７】
そして、閉側伝達ギアG1の回動により、第２伝達手段43が時計回り方向に回動すると、この第２伝達手段43とともにカムピン86が第２伝達手段43の回動軸を中心として時計回り方向へと回動し、このカムピン86とカム溝87との作用により絞り板31が絞り板支持部37を中心として下方へと回動して絞り板31が閉じられ、絞り部35が移動鏡筒18の中心軸である光軸Ｏ側へと突出することにより、移動鏡筒18を通過する光の量が絞られる。
【００６８】
一方、両接続ギアG5が、図５(b)に示すように、例えば時計回り方向に回動すると、上記反時計回り方向に回動した場合と同様の作用により保持部46も時計回り方向に回動し、両接続ギアG5の周囲に遊星回転する開側伝達ギアG3が第２伝達手段43のギア部75に接続される。
【００６９】
そして、開側伝達ギアG3の回動により、第２伝達手段43が反時計回り方向に回動すると、この第２伝達手段43とともにカムピン86が第２伝達手段43の回動軸である光軸Ｏを中心として反時計回り方向へと回動し、このカムピン86とカム溝87との作用により絞り板31が絞り板支持部37を中心として上方へと回動して絞り板31が開かれ、絞り部35が移動鏡筒18の径方向に後退することにより、移動鏡筒18を通過する光の量が増加する。
【００７０】
また、第２伝達手段43は、最大で突起81，82のいずれか一方にピン78が当接するまで回動する。ここで、突起81，82のいずれか一方がピン78に当接した状態、すなわち回動規制範囲の端部まで第２伝達手段43が回動した状態で、なおモータ41が回転を続ける場合には、第２伝達手段43のギア部75に接続された閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3の回転しようとする力が、保持部46を支持軸88の周りに回転させる力として作用し、保持部46は、第２伝達手段43のギア部75に接続された閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3が第２伝達手段43のギア部75から離れる方向に跳ね返されて回動する。このため、モータ41の駆動力の第２伝達手段43への伝達が遮断される。
【００７１】
さらに、モータ41が回転し続ける間は、保持部46に、開側伝達ギアG1、あるいは閉側伝達ギアG3を第２伝達手段43に接続する方向に回動する力が作用するため、第２伝達手段43のギア部75から一旦離れた閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3は、再度第２伝達手段43のギア部75に接続される。
【００７２】
すなわち、これら作用の繰り返しにより、第２伝達手段43のギア部75と、各伝達ギアG1，G3とが接離を繰り返し、回動規制範囲の端部まで第２伝達手段43が移動した状態でモータ41が回転を続けても、第２伝達手段43のギア部75と、各伝達ギアG1，G3との間に無理な力が加わることが防止される。
【００７３】
上述したように、上記一実施の形態では、第１伝達手段42を第２伝達手段43に接続する方向に付勢するとともに、第２伝達手段43に対して接続する方向及び離れる方向に変位可能に第１伝達手段42を支持手段45にて支持する構成とした。
【００７４】
この結果、レンズ鏡筒７とフレーム体８との取り付け位置、具体的には第２伝達手段43と各伝達ギアG1，G3との高さ方向の取り付け位置、及び、モータ41と本フレーム体８との取り付け位置などが正規位置に対してずれた場合などでも、第１伝達手段42が回動することによりこのずれを吸収して第２伝達手段43と各伝達ギアG1，G3とが確実に接続され、モータ41の駆動力が絞り板31へと確実に伝達されるので、絞り板31を精度良く駆動できる。
【００７５】
また、保持部46の長手方向の中間部を回動可能に軸支し、絞り板31が閉じる方向に駆動する際に保持部46の回動によって閉側伝達ギアG1が第２伝達手段43に接続され、絞り板31が開く方向に駆動する際に保持部46の回動によって開側伝達ギアG3が第２伝達手段43に接続されるので、第１伝達手段42を第２伝達手段43に対して比較的簡単な構成で変位させることができる。
【００７６】
さらに、閉側伝達ギアG1、開側伝達ギアG3、及び、第２伝達手段43を、それぞれ回転歯車で構成することで、モータ41の駆動力を絞り板31に確実に伝達できる。
【００７７】
そして、モータ41の駆動力により回転する両接続ギアG5を各伝達ギアG1，G3にそれぞれ接続することで、モータ41の回転方向に対応して保持部46が回動して、閉側伝達ギアG1と開側伝達ギアG3とが選択的に第２伝達手段43に接続されるので、モータ41の回転力を保持部46の回動に利用し、保持部46を回動させる付勢手段などを別途設ける必要がなくなるので、構成を簡略化できる。
【００７８】
また、第２伝達手段43と各伝達ギアG1、G3とを、光軸方向に沿ってそれぞれ回転軸を有するように設け、かつ、第２伝達手段43のギア部75のギア溝を移動鏡筒18の移動距離よりも長くすることで、移動鏡筒18の移動に伴って第２伝達手段43が光軸方向に沿って移動しても、第２伝達手段43と各伝達ギアG1，G3とを確実に歯合できる。
【００７９】
さらに、第２伝達手段43の回動が規制された状態で、この第２伝達手段43のギア部75に接続された閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3が回動しようとしても、これら閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3の回転しようとする力が、保持部46に対して、第２伝達手段43のギア部75に接続された閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3が第２伝達手段43のギア部75から離れる方向に回動する力として作用して逃げることとなり、モータ41の駆動力の第２伝達手段43への伝達が遮断され、閉側伝達ギアG1、あるいは開側伝達ギアG3と第２伝達手段43との間に無理な力が加わることを防止できる。
【００８０】
そして、プロジェクタ装置１が投射レンズ装置33を備えることで、モータ41の駆動力が絞り板31へと確実に伝達され、絞り板31を精度良く駆動できるため、投射像のコントラストを精度良く変化させることができ、プロジェクタ装置１の画質を向上できる。
【００８１】
また、光軸Ｏに対してオフ時にＤＭＤ６により光が反射される側と反対側にモータ41を設けることで、オフ時にＤＭＤ６により反射された光によりモータ41が加熱されることを防止できる。
【００８２】
しかも、モータ41は、コーンケーブミラーM2の背後に配設されているため、ＤＭＤ６からのオン光もモータ41に照射されることがなく、オン光によりモータ41が加熱されることをも防止できる。
【００８３】
さらに、モータ41、第１伝達手段42及び保持部46を、取付枠47を介してフレーム体８に取り付けることで、これらモータ41、第１伝達手段42及び保持部46をユニット化して組み付けできるので、製造性を向上できる。
【００８４】
そして、モータ41をフレーム体８側に取り付けることで、モータをレンズ鏡筒側に取り付ける場合と比較して、モータ41の荷重によりレンズ鏡筒７の光軸Ｏがずれたり、ズーム環16によるズーム機能の作動性が低下したりすることをも防止できる。
【００８５】
また、保持部46を回動板65，65の２箇所で軸支することにより、保持部46を安定して支持できる。
【００８６】
さらに、ウォームギアWGを用いることで、第１伝達手段42の重量などでウォームギアWGが逆回転することがなく第１伝達手段42の回動状態が保持されるので、絞り板31が不意に回動してコントラストが変化したりすることを防止できる。
【００８７】
なお、上記一実施の形態において、各伝達手段42，43は、それぞれ回転歯車に代えてローラなどとする構成も可能である。
【００８８】
また、第２伝達手段43のギア部75のギア溝の長さを移動鏡筒18の移動距離より長く設定することに代えて、第１伝達手段42の各伝達ギアG1，G3のギア溝の長さを移動鏡筒18の移動距離よりも長く設定するようにしてもよく、あるいは、第２伝達手段43のギア部75と第１伝達手段42の各伝達ギアG1，G3の両方のギア溝の長さを移動鏡筒18の移動距離よりも長く設定してもよい。
【００８９】
さらに、プロジェクタ装置１は、上記構成に限定されるものではなく、例えば透過型のプロジェクタ装置、あるいは光変調をしないプロジェクタ装置などとすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施の形態の投射レンズ装置の一部を示す斜視図である。
【図２】同上投射レンズ装置を示す斜視図である。
【図３】同上投射レンズ装置を示す分解斜視図である。
【図４】同上投射レンズ装置の保持部を示す斜視図である。
【図５】(a)は同上投射レンズ装置の絞り手段の閉状態を示す斜視図、(b)は同上絞り手段の開状態を示す斜視図である。
【図６】同上投射レンズ装置を備えたプロジェクタ装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ プロジェクタ装置
２ 光源としてのランプ
６ 光変調手段としてのＤＭＤ
７ 投射光学系としてのレンズ鏡筒
８ 本体部としてのフレーム体
18 移動鏡筒
31 絞り手段としての絞り板
32 駆動手段
33 投射レンズ装置
41 モータ
42 第１伝達手段
43 第２伝達手段
44 伝達手段
45 支持手段
46 保持部
G1 閉側伝達部としての閉側伝達ギア
G3 開側伝達部としての開側伝達ギア
G5 接続回転歯車としての両接続ギア
Ｏ 光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を投射するプロジェクタ装置の本体部に支持されるレンズ鏡筒を備えた投射光学系と、
この投射光学系を通過する光の量を調整する絞り手段と、
この絞り手段を駆動する駆動手段とを具備し、
前記駆動手段は、
モータと、
前記本体部側に設けられる第１伝達手段及び前記レンズ鏡筒側に設けられる第２伝達手段を有し、前記モータの駆動力を前記絞り手段に伝達する伝達手段と、
前記第２伝達手段に接続する方向へと前記第１伝達手段を付勢可能に設けられ、この第１伝達手段を前記第２伝達手段に対して接続する方向及び離れる方向にそれぞれ変位可能に支持する支持手段とを備えている
ことを特徴とする投射レンズ装置。
【請求項２】
第１伝達手段は、
長手状に形成され、長手方向の中間部が回動可能に軸支された保持部と、
この保持部の長手方向の一端部に設けられ、絞り手段が閉じる方向に駆動する際に前記保持部の回動により第２伝達手段に接続される閉側伝達部と、
前記保持部の長手方向の他端部に設けられ、前記絞り手段が開く方向に駆動する際に前記保持部の回動により前記第２伝達手段に接続される開側伝達部とを備えている
ことを特徴とする請求項１記載の投射レンズ装置。
【請求項３】
閉側伝達部、開側伝達部、及び、第２伝達手段は、それぞれ回転歯車で構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の投射レンズ装置。
【請求項４】
支持手段は、閉側伝達部及び開側伝達部にそれぞれ接続され、モータの駆動力により回転する接続回転歯車を備えた
ことを特徴とする請求項３記載の投射レンズ装置。
【請求項５】
投射光学系は、光軸方向に移動してズーム動作する移動鏡筒を備え、
第２伝達手段は、前記移動鏡筒の移動に伴って光軸方向に移動可能に設けられ、
前記第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部とは、光軸方向に沿ってそれぞれ回転軸を有し、かつ、少なくともいずれか一方が、前記第２伝達手段の移動可能な距離よりも長い歯車溝を有している
ことを特徴とする請求項３または４記載の投射レンズ装置。
【請求項６】
光源と、
本体部と、
前記光源から照射された光を変調する光変調手段と、
前記本体部に支持され、前記光変調手段で変調された光をスクリーンに投射する請求項１ないし５いずれか一記載の投射レンズ装置と
を具備したことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項７】
光変調手段は、光源からの光を、オン時には投射レンズ装置へと反射し、オフ時には前記オン時と異なる方向に反射する反射型素子であり、
モータは、前記オフ時に前記反射型素子にて光が反射される位置からずれた位置に配設されている
ことを特徴とする請求項６記載のプロジェクタ装置。
【請求項１】
光を投射するプロジェクタ装置の本体部に支持されるレンズ鏡筒を備えた投射光学系と、
この投射光学系を通過する光の量を調整する絞り手段と、
この絞り手段を駆動する駆動手段とを具備し、
前記駆動手段は、
モータと、
前記本体部側に設けられる第１伝達手段及び前記レンズ鏡筒側に設けられる第２伝達手段を有し、前記モータの駆動力を前記絞り手段に伝達する伝達手段と、
前記第２伝達手段に接続する方向へと前記第１伝達手段を付勢可能に設けられ、この第１伝達手段を前記第２伝達手段に対して接続する方向及び離れる方向にそれぞれ変位可能に支持する支持手段とを備えている
ことを特徴とする投射レンズ装置。
【請求項２】
第１伝達手段は、
長手状に形成され、長手方向の中間部が回動可能に軸支された保持部と、
この保持部の長手方向の一端部に設けられ、絞り手段が閉じる方向に駆動する際に前記保持部の回動により第２伝達手段に接続される閉側伝達部と、
前記保持部の長手方向の他端部に設けられ、前記絞り手段が開く方向に駆動する際に前記保持部の回動により前記第２伝達手段に接続される開側伝達部とを備えている
ことを特徴とする請求項１記載の投射レンズ装置。
【請求項３】
閉側伝達部、開側伝達部、及び、第２伝達手段は、それぞれ回転歯車で構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の投射レンズ装置。
【請求項４】
支持手段は、閉側伝達部及び開側伝達部にそれぞれ接続され、モータの駆動力により回転する接続回転歯車を備えた
ことを特徴とする請求項３記載の投射レンズ装置。
【請求項５】
投射光学系は、光軸方向に移動してズーム動作する移動鏡筒を備え、
第２伝達手段は、前記移動鏡筒の移動に伴って光軸方向に移動可能に設けられ、
前記第２伝達手段と閉側伝達部及び開側伝達部とは、光軸方向に沿ってそれぞれ回転軸を有し、かつ、少なくともいずれか一方が、前記第２伝達手段の移動可能な距離よりも長い歯車溝を有している
ことを特徴とする請求項３または４記載の投射レンズ装置。
【請求項６】
光源と、
本体部と、
前記光源から照射された光を変調する光変調手段と、
前記本体部に支持され、前記光変調手段で変調された光をスクリーンに投射する請求項１ないし５いずれか一記載の投射レンズ装置と
を具備したことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項７】
光変調手段は、光源からの光を、オン時には投射レンズ装置へと反射し、オフ時には前記オン時と異なる方向に反射する反射型素子であり、
モータは、前記オフ時に前記反射型素子にて光が反射される位置からずれた位置に配設されている
ことを特徴とする請求項６記載のプロジェクタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−４７６８３（Ｐ２００６−４７６８３Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２８４４７（Ｐ２００４−２２８４４７）
【出願日】平成１６年８月４日（２００４．８．４）
【出願人】（３９７０７７２９８）チノンテック株式会社 (64)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月４日（２００４．８．４）
【出願人】（３９７０７７２９８）チノンテック株式会社 (64)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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