JP2004170730A - Shutter driving device and driving method - Google Patents
Shutter driving device and driving method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004170730A JP2004170730A JP2002337214A JP2002337214A JP2004170730A JP 2004170730 A JP2004170730 A JP 2004170730A JP 2002337214 A JP2002337214 A JP 2002337214A JP 2002337214 A JP2002337214 A JP 2002337214A JP 2004170730 A JP2004170730 A JP 2004170730A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- driving
- shielding plate
- stop position
- optical path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Shutters For Cameras (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
【課題】従来のシャッター駆動装置では、遮光板がライトバルブから投写レンズに至る光路を完全に遮光する位置と、光路から完全に退避した位置に迅速に移動でき、かつ、所定位置に確実に停止することが困難で、検出手段の故障や、配線の短絡等が有った場合、遮光板が回転を続け、装置全体に重大な損傷を与えかねないという課題があった。
【解決手段】回動支軸11を中心に回動して、所定の光路を遮る第一停止位置と前記光路を遮らない第二停止位置に移動できる、直線または曲線状の凹部12を有する遮光板13と、凹部12に係合した駆動用凸部20を有する駆動部材21とを備え、遮光板13は駆動用凸部20の移動によって回動させられ、駆動用凸部20は、前記第一停止位置または前記第二停止位置またはその両方の停止位置に近づくにつれて遮光板13の回動速度が減少していくよう移動する。
【選択図】 図1In a conventional shutter driving device, a light shielding plate can quickly move to a position where the light path from the light valve to the projection lens is completely shielded and a position completely retracted from the light path, and can be reliably stopped at a predetermined position. In the case where it is difficult to perform this operation and there is a failure in the detection means or a short circuit in the wiring, there is a problem that the light-shielding plate continues to rotate, which may cause serious damage to the entire device.
A light shield having a straight or curved concave portion that can rotate around a rotation support shaft and move to a first stop position that blocks a predetermined optical path and a second stop position that does not block the optical path. The light shielding plate 13 includes a plate 13 and a driving member 21 having a driving projection 20 engaged with the recess 12. The light-shielding plate 13 is rotated by the movement of the driving projection 20. The light blocking plate 13 moves so as to decrease in rotational speed as approaching one stop position or the second stop position or both stop positions.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャッター駆動装置に関するものである。
【0002】
例えば、液晶パネルに代表される透過型ライトバルブや、微小な回動可能なミラーから構成されるミラーアレイ素子等の反射型ライトバルブを使用し、光源からの光路をそれらライトバルブに透過、若しくは反射させ、そのライトバルブからの透過光、若しくは反射光からなる像を投写レンズにより装置外のスクリーンに拡大投写する投写型表示装置に使用され、黒表示時にライトバルブからの僅かな漏れ光や回折光、迷光などが投写レンズに入射しスクリーンに投写されることを防ぐため、任意にライトバルブから投写レンズ間の光路を遮ることが可能なシャッターの駆動装置である。
【0003】
【従来の技術】
従来のシャッター装置として、例えば特許文献1に開示されているものがある。従来のシャッター装置の構造を説明する斜視図を図10に示す。従来、投写型表示装置に使用されるシャッター装置101は、ライトバルブとしてDMD(Digital Micromirror Device)や液晶(LCD)パネルを用い、投写レンズでスクリーンに投写する投写型表示装置に使用され、映像ミュート状態での光漏れを防ぐために装備され、DCモータを含む回転駆動装置102と、その出力軸に取り付けられた遮光板103と、その遮光板103の位置を検出するセンサー104、105とから構成される。
【0004】
次に動作を説明する。映像ミュートが指示されると、回転駆動装置102により遮光板103が矢印V方向に回転し、遮光板103がライトバルブから投写レンズまでの光路を完全に遮った位置へ移動したことをセンサー104で検出し、回転駆動装置102を停止させる。
【0005】
逆に映像ミュート状態が解除されると、回転駆動装置102により遮光板103が矢印W方向に回転し、遮光板103がライトバルブから投写レンズまでの光路から完全に退避した位置へ移動したことをセンサー105で検出し、回転駆動装置102を停止させる。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−174910号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このシャッター装置においては、遮光板103がライトバルブから投写レンズに至る光路を完全に遮光する位置と、光路から完全に退避した位置とに迅速に移動し、かつ、所定位置に確実に停止することが要求されている。
【0008】
また、検出手段の故障や、配線の短絡等が有っても装置全体に重大な損傷を引き起こさないよう構成されていることも要求されている。
【0009】
しかしながら、従来のように回転駆動装置102の出力軸に直接遮光板103を取り付けた構成では、移動をより速くしようとすると遮光板103の停止位置をセンサー104、105で正確に検出できず、停止位置が不確実になったり、正確に停止させるために複雑な制御が必要になったりしていた。
【0010】
また、検出手段であるセンサー104、105が故障したり、そのセンサーへの配線が短絡した場合などでは、遮光板103が回転し続け装置全体に重大な損傷を与えかねないという課題があった。
【0011】
また、遮光板103が長時間光路を遮る場合に、遮光板が加熱され、回転駆動装置102等、遮光板が接する装置の部分が高熱になるという課題があった。
【0012】
本発明は、遮光板が所定の光路を遮る位置と、その光路を遮らない位置に迅速に移動し、かつ、所定位置に確実に停止でき、検出手段の故障や、配線の短絡等の異常が有っても装置全体に重大な損傷を与えず、又は遮光板の温度上昇を最小限に押さえる、シャッター駆動装置及び駆動方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本願第1の発明のシャッター駆動装置は、
回動支軸(11)を中心に回動して、所定の光路を遮る第一停止位置と前記光路を遮らない第二停止位置に移動できる、直線または曲線状の凹部(12)を有する遮光板(13)と、前記凹部(12)に係合した駆動用凸部(20)を有する駆動部材(21)とを備え、
前記遮光板(13)は前記駆動用凸部(20)の移動によって回動させられ、前記駆動用凸部(20)は、前記第一停止位置または前記第二停止位置またはその両方の停止位置に近づくにつれて前記遮光板(13)の回動速度が減少していくよう移動する、シャッター駆動装置である。
【0014】
本願第2の発明のシャッター駆動装置は、
回動支軸を中心に回動して、所定の光路を遮る第一停止位置と前記光路を遮らない第二停止位置に移動できる、凸部(51)を有する遮光板(52)と、前記凸部(51)に係合した直線または曲線状の駆動用凹部(55)を有する駆動部材(57)とを備え、
前記遮光板(52)は前記駆動用凹部(55)の移動によって回動させられ、前記駆動用凹部(55)は、前記第一停止位置または前記第二停止位置またはその両方の停止位置に近づくにつれて前記遮光板(52)の回動速度が減少していくよう移動する、シャッター駆動装置である。
【0015】
本願第3の発明のシャッター駆動装置は、
画素ごとに光学変調可能な透過型若しくは反射型のライトバルブ(1)と、前記ライトバルブ(1)を透過若しくは前記ライトバルブ(1)からの反射した光を投写し、かつ前記ライトバルブ(1)の像を拡大投写する投写レンズ(2)を備えた投写型表示装置の、
前記ライトバルブ(1)と前記投写レンズ(2)の間に前記遮光板(13)は位置し、回動支軸(11)を中心に回動して前記ライトバルブ(1)から前記投写レンズ(2)への光路を遮る第一停止位置と前記光路を遮らない第二停止位置に移動するようにした、第1又は第2の本発明のシャッター駆動装置である。
【0016】
本願第4の発明のシャッター駆動装置は、
前記駆動用凸部(20)または前記駆動用凹部(55)は、歯車機構により動かされるものであって、前記歯車機構の少なくとも一つの歯車(17)は、所定回転角度以上回動すると相手側歯車と噛み合いが外れる欠歯歯車であって、前記歯車機構はその駆動源(24)が動き続けても空回りするようにした、第1乃至第3のいずれかの本発明のシャッター駆動装置である。
【0017】
本願第5の発明のシャッター駆動装置は、
前記第一停止位置及び前記第二停止位置において、前記凸部(51)及び駆動用凸部(20)は、弾性体(22)によって前記第一停止位置及び前記第二停止位置から遠ざかる方向に付勢されるようにした、第1乃至第4のいずれかの本発明のシャッター駆動装置である。
【0018】
本願第6の発明のシャッター装置は、
画素ごとに光学変調可能な透過型若しくは反射型のライトバルブ(1)と、前記ライトバルブ(1)を透過若しくは前記ライトバルブ(1)からの反射した光を投写し、かつ前記ライトバルブ(1)の像を拡大投写する投写レンズ(2)とを備えた投写型表示装置の、
前記ライトバルブ(1)と前記投写レンズ(2)の間に位置し、回動支軸(11)を中心に回動して前記ライトバルブ(1)から前記投写レンズ(2)への光路を遮る第一停止位置と前記光路を遮らない第二停止位置に移動する遮光板(13)を備えたシャッター装置において、
前記遮光板(13)の、前記ライトバルブ(1)側の面の光反射率が前記投写レンズ(2)側の面の光反射率より高い、シャッター装置である。
【0019】
本願第7の発明のシャッター装置は、
前記遮光板(13)は、金属板であり、前記投写レンズ(2)側の面を黒色塗装した、第6の本発明のシャッター装置である。
【0020】
本願第8の発明のシャッター駆動方法は、
回動支軸(11)を中心に回動して、所定の光路を遮る第一停止位置と前記光路を遮らない第二停止位置に移動できる、直線または曲線状の凹部(12)を有する遮光板(13)と、前記凹部(12)に係合した駆動用凸部(20)を有する駆動部材(21)とを備えたシャッター装置の駆動方法であって、
前記遮光板(13)を前記駆動用凸部(20)の移動によって回動させる際、前記第一停止位置または前記第二停止位置またはその両方の停止位置に近づくにつれて前記遮光板(13)の回動速度が減少していくよう、前記駆動用凸部(20)を移動させる、シャッター装置の駆動方法である。
【0021】
本願第9の発明のシャッター駆動方法は、
回動支軸を中心に回動して、所定の光路を遮る第一停止位置と前記光路を遮らない第二停止位置に移動できる凸部(51)を有する遮光板(52)と、前記凸部(51)に係合した直線または曲線状の駆動用凹部(55)を有する駆動部材(57)とを備えたシャッター装置の駆動方法であって、
前記遮光板(52)を前記駆動用凹部(55)の移動によって回動させる際、前記第一停止位置または前記第二停止位置またはその両方の停止位置に近づくにつれて前記遮光板(52)の回動速度が減少していくよう、前記駆動用凹部(55)を移動させる、シャッター装置の駆動方法である。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図9を用いて説明する。
【0023】
(実施の形態1)
図1から図6は本発明のシャッター装置の実施の形態を示し、図1はシャッター装置の構造を説明する斜視図、図2は同じくシャッター装置の分解図、図3は投写型表示装置の光学系の概略を示す側面図、図4は遮光板を示す断面図、図5はシャッター装置の動作説明図、図6はシャッター装置の異常時の動作説明図である。
【0024】
図1〜図3において投写型表示装置は、画素ごとに光学変調可能なライトバルブとしてのDMD(ディジタル・マイクロミラー・デバイス)1と、そのDMD1で所定方向に反射された光のみを装置外のスクリーンに拡大投影する投写レンズ2と、DMD1と投写レンズ2の間に位置し、その間の光路を任意に遮光できるシャッター装置3と、DMD1に所定方向から光を照射する照明光学装置4から構成されている。照明光学装置4は、白色光を発する発光管5と、その発光管5からの光を所定方向に反射、集光する凹面鏡6と、カラーホィール7と、一度集光され色分解された光をDMD1に照射する複数のレンズ群8と、反射ミラー9から構成されている。カラーホィール7は、回転駆動され、赤色(以降R)光、緑色(以降G)光、青色(以降B)光それぞれを透過するカラーフィルタからなり、透過する光をR光、G光、B光に時間的に色分解する。
【0025】
次にシャッター装置3の詳細な構成について説明する。
【0026】
遮光板13は、長孔12を有し、回動支軸としての支軸11に回動自在に取り付けられている。その遮光板13の回転位置で、DMD1から投写レンズ2への光路を遮った位置を検出するセンサー14、及びその光路を遮らない位置を検出するセンサー15が取り付けられている。駆動部材としてのセクタギヤ21は、支軸16に回転自在に支持されており、遮光板13の長孔12に係合する駆動ピン20を持つ。また、セクタギヤ21は、外周の一部に歯車形状17とその両側に相手歯車の歯合が外れるニゲ形状18、19を持つ。付勢手段としての引っ張りばね22が、支軸11と駆動ピン20の間に架設されている。DCモータ24は、遮光板13の駆動源であり、その出力軸にウォームギヤ23が取り付けられている。減速ギヤ27は、ウォームギヤ23に歯合するウォームホィールギヤ25と、セクタギヤ21に歯合するギヤ26とからなる。
【0027】
この遮光板13は、素材として例えば光輝アルミ合金板等の反射率の高い金属板を使用している。さらに、投写レンズ2に面した側のみ艶消し黒色塗装を施している。
【0028】
以上のように構成されたシャッター装置について、以下、その動作を述べる。
【0029】
まず、投写型表示装置の基本動作について簡単に述べる。発光管5から発せられた白色光は凹面鏡6により、カラーホィール7上若しくは近傍集光するよう反射され、カラーホィール7は一定速で回転することでR光、G光、B光を所定タイミングで透過させる。この透過してきた光がレンズ群8と、反射ミラー9によりDMD1に照射される。照射された光は、照射されるR光、G光、B光のタイミングに同期し、入力情報に応じてDMD1で変調される。
【0030】
表示したい画素は、対応する微小ミラーの角度を所定方向に制御し、光を投写レンズ2に入射させる方向に反射させ、図示しない装置外のスクリーンに投写させて表示する。反対に表示したくない画素は、対応する微小ミラーの角度を所定方向に制御し、光を投写レンズ2へ入射しない方向へ反射させ、装置外のスクリーンにその画素の光を投写させない。
【0031】
これらの動作を高速で行うことで、眼の残像効果によりフルカラーの映像をスクリーン上に見ることが可能となる。
【0032】
シャッター装置3は、映像ミュート時に使用する。つまり、全ての画素を黒表示としても、DMD1の微小ミラー以外に当たった光の反射や、DMD1面上での回折光などの僅かな光が投写レンズ2に入射し、装置外に光を発することを防ぐために使用するものである。図4に示すように遮光板13のDMD1側の面を反射率の高い素材のままとし、投写レンズ2側の面を艶消し黒色とする。これにより、遮光板13にDMD1からの回折光や不要な反射光などの迷光が当たっても、その温度上昇を最小限に押さえられる。それと共に、遮光板13の投写レンズ2方向からの迷光等については、その表面での反射が押さえられることで、投写レンズ2から発せられる光をより押さえることができる。
【0033】
その動作の詳細を図5を用いて説明する。まず通常使用時(画像を外部のスクリーンに投写している状態)を(a)で示す。このとき遮光板13は光路から完全に退避した状態にあり、センサー15でその位置にあることを検出できている。
【0034】
映像ミュートの指示があると全黒表示状態にし、DCモータ24が矢印A方向に回転を開始し、減速ギヤ27、セクタギヤ21がそれぞれ矢印C、矢印E方向に回転する。遮光板13が、セクタギヤ21の駆動ピン20と、長孔12の作用により、矢印G方向に回動する。図5(b)の状態を経て遮光板13がDMD1から投写レンズ2への光路を完全に遮る状態まで回動し、センサー14で位置を検出すると同時にDCモータ24を停止させ、図5(c)の状態で遮光板13が停止する。
【0035】
また、通常使用状態に復帰する場合は、DCモータ24が矢印B方向に回転を開始し、減速ギヤ27、セクタギヤ21がそれぞれ矢印D、矢印F方向に回転する。遮光板13が、セクタギヤ21の駆動ピン20と、長孔12の作用により矢印H方向に回動する。図5(b)の状態を経て遮光板13がDMD1から投写レンズ2への光路から退避する状態まで回動し、センサー15で位置を検出すると同時にDCモータ24を停止させ、図5(a)の状態で遮光板13が停止する。
【0036】
図5の各状態から明らかなように、遮光板13が(a)及び(c)の付近では駆動ピン20の作用する位置が支軸11から遠い位置で、かつその揺動方向が長孔12の長手方向に近くなる。遮光板13の揺動範囲の中間付近(b)では駆動ピンの作用する位置が支軸11に近い位置となり、かつ揺動方向が長孔12の長手方向に対しほぼ直角方向になる。
【0037】
これらの作用により、セクタギヤ21が一定速度で回転したとき、遮光板13の回動速度は(a)、(c)付近では遅く、(b)付近では速くなり、停止タイミングが多少前後しても、遮光板13のそれぞれの停止位置のずれを最小限に押えることができる。
【0038】
また、センサー14、15の故障、センサー14、15への配線の短絡などで遮光板13の位置が検出できずDCモータが回転を続けた場合でも、図6(a)、(b)で示すようにセクタギヤ21は所定回転角度以上回転して、ニゲ形状18、19が減速ギヤ27の位置まで回転し、減速ギヤ27との噛み合いが外れる。これにより、遮光板13は所定回転角度に対し、若干の角度だけ回転するが、装置全体に重大な損害を与えることなくその位置で停止している。
【0039】
この状態でセクタギヤ21の駆動ピン20と支軸11の間に架設された引っ張りばね22が縮もうとする作用により、セクタギヤ21に図6(a)では矢印F方向に、また図6(b)では矢印E方向に回転力が付勢されるので、故障が改善されDCモータ24が逆転を開始すると、減速ギヤ27とセクタギヤ21が再度噛み合うことが可能となり通常状態に復帰できる。
【0040】
なお、センサーは接点式に限らず、フォトインタラプターや、図7で示すように照明光28の一部を反射鏡30で反射させ受光素子31への光束を作り、遮光板13でその光束を遮ったことを受光素子31で検出する、などの方法をとることも可能である。
【0041】
また、DCモータに代えステッピングモータを利用し、センサーを使用せずにモータのステップ数だけで制御することも可能である。
【0042】
また、セクタギヤに回転力を付勢する手段として駆動ピンと固定された支軸の間に引っ張りばねを架設したが、同様の付勢力を付与できれば必ずしも引っ張りばねに限らず、その他のタイプのばね等を利用することも可能であり、これら代替手段を用いても同様に効果が得られる。
【0043】
また、本説明の機構では、図5(a)、(b)、(c)の移動において、遮光板13の回動速度は連続的に変化するが、(b)の付近では速く(a)、(c)の付近では遅いという状態になれば、遮光板13の回動速度は段階的に変化してもよい。
【0044】
また、本説明では、遮光板13を駆動する凹部として長孔12としたが、遮光板を駆動する凸部(本実施の形態1の説明では駆動ピン20)に係合する溝であってもよい。
【0045】
(実施の形態2)
図8及び図9は本発明のシャッター装置のその他の実施の形態を示し、図8はシャッター装置の駆動部の構造を説明する斜視図、図9はシャッター装置の動作説明図である。その他の構成については、実施の形態1と基本的には同一であるため説明を省略する。
【0046】
実施の形態1と同様な投写型表示装置に使用し、そのシャッター装置の駆動部は、回動自在に取り付けられ、カムフォロワとしての突出形状であるピン51を有する遮光板52を有する。その遮光板52の回転位置で、DMDから投写レンズへの光路を遮った位置を検出するセンサー53、及びその光路を遮らない位置を検出するセンサー54とが取り付けられている。駆動部材としての駆動カムギヤ57が、遮光板52の回転中心とは異なる位置に回転自在に取り付けられている。駆動カムギヤ57は、ピン51と係合する溝カム55と、外周に歯車形状56を有する。そして、この駆動カムギヤ57の歯車形状56と歯合し、駆動力を付与する、図示しない駆動手段とから構成されている。
【0047】
以上のように構成されたシャッター装置について、以下、その動作を述べる。
【0048】
まず、投写型表示装置の基本動作については実施の形態1と同一であるため説明を省略する。
【0049】
シャッター装置の動作の詳細を図9を用いて説明する。まず通常使用時(画像を外部のスクリーンに投写している状態)を図9(a)で示す。このとき遮光板52は光路から完全に退避した状態にあり、センサー54でその位置にあることを検出できている。
【0050】
映像ミュートの指示があると全黒表示状態にし、図示しない駆動手段により駆動カムギヤ57が矢印K方向に回転を開始する。駆動カムギヤ57に設けられた溝カム55と遮光板52のピン51が協動し、遮光板52が矢印M方向に回動を開始する。
【0051】
図9(b)の状態を経て遮光板52がDMDから投写レンズへの光路を完全に遮る状態まで回動し、センサー53で位置を検出すると同時に駆動手段を停止させ、図9(c)の状態で遮光板52が停止する。
【0052】
また、通常使用状態に復帰する場合は、図9(c)の状態から、図示しない駆動手段により駆動カムギヤ57が矢印L方向に回転を開始する。駆動カムギヤ57に設けられた溝カム55と遮光板52のピン51が協動し、遮光板52が矢印N方向に回動を開始する。
【0053】
図9(b)の状態を経て遮光板52がDMDから投写レンズへの光路から完全に退避する状態まで回動し、センサー54で位置を検出すると同時に駆動手段を停止させ、図9(a)の状態で遮光板52が停止する。
【0054】
これらの動作において、溝カム55のカム曲線は任意に設定可能である。駆動カムギヤ57が一定速度で回転したとき、遮光板52の回動速度が(a)、(c)付近では遅く、(b)付近では速くなるように設定すると、停止タイミングが多少前後しても遮光板52のそれぞれの停止位置のずれを最小限に押えることができる。
【0055】
なお、センサーは接点式に限らずフォトインタラプターなどの光センサーを使用することも可能である。
【0056】
また、駆動手段として、ステッピングモータ等の任意の回転角度で停止可能な駆動源を用いることによりセンサーを使用せずに停止位置を制御することも可能である。
【0057】
また、本実施の形態2の説明では、駆動カムギヤ52の歯車形状56が全周にあるものとしたが、欠歯歯車とし、付勢手段を付加することにより、センサー53、54の故障、センサー53、54への配線の短絡などで遮光板52の位置が検出できず駆動手段が回転を続けた場合でも、装置に重大な損傷を与える手前で遮光板52を停止させるよう構成することも可能である。
【0058】
また、本説明の機構では、図9(a)、(b)、(c)の移動において、遮光板52の回動速度は連続的に変化するが、(b)の付近では速く(a)、(c)の付近では遅いという状態になれば、遮光板52の回動速度は段階的に変化してもよい。
【0059】
また、本説明では、遮光板52を駆動する凹部として駆動カムギア57の孔(本実施の形態2の説明では溝カム55)としているが、遮光板の凸部に係合する溝であってもよい。
【0060】
なお、上記の各実施の形態において、ライトバルブとしてのDMDを1枚利用する例を示したが、DMDを複数枚使用する装置に対しても本発明のシャッター装置を利用することが可能である。
【0061】
また、ライトバルブとして液晶パネルやその他の素子を利用する投写型表示装置に対しても同様に利用可能で同様の効果が得られる。
【0062】
また、センサーについては接点式のマイクロSWを2個使用したが、センサーは必ずしも2個である必要はなく、1個使用で反対の位置については時間で制御することも可能である。
【0063】
【発明の効果】
以上のように本発明により、遮光板が所定の光路を遮る位置と、その光路を遮らない位置に迅速に移動し、かつ、所定位置に確実に停止させることができる。
【0064】
また、検出手段の故障や、配線の短絡等の異常が有っても装置全体に重大な損傷を与えることがない。
【0065】
また、遮光板の温度上昇を最小限に押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるシャッター装置の斜視図
【図2】同実施の形態1におけるシャッター装置の分解図
【図3】同実施の形態1における投写型表示装置の光学系の側面図
【図4】同実施の形態1における遮光板の断面図
【図5】同実施の形態1におけるシャッター装置の動作説明図
【図6】同実施の形態1におけるシャッター装置の異常時の動作説明図
【図7】同実施の形態1における投写型表示装置のシャッター装置部の断面図
【図8】本発明の実施の形態2におけるシャッター装置の遮光板駆動部の斜視図
【図9】同実施の形態2におけるシャッター装置の動作説明図
【図10】従来のシャッター装置の斜視図
【符号の説明】
1・・・DMD
2・・・投写レンズ
3・・・シャッター装置
4・・・照明光学装置
5・・・発光管
6・・・凹面鏡
7・・・カラーホィール
8・・・レンズ群
9・・・反射ミラー
11・・・支軸
12・・・長孔
13・・・遮光板
14、15・・・センサー
16・・・支軸
17・・・歯車形状
18、19・・・ニゲ形状
20・・・駆動ピン
21・・・セクタギヤ
22・・・引っ張りばね
23・・・ウォームギヤ
24・・・DCモータ
25・・・ウォームホィールギヤ
26・・・ギヤ
27・・・減速ギヤ
28・・・照明光
29・・・OFF光
30・・・反射鏡
31・・・受光素子
51・・・ピン
52・・・遮光板
53、54・・・センサー
55・・・溝カム
56・・・歯車形状
57・・・駆動カムギヤ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a shutter driving device.
[0002]
For example, a transmission type light valve represented by a liquid crystal panel, or a reflection type light valve such as a mirror array element composed of a micro-rotatable mirror is used, and an optical path from a light source is transmitted to the light valve, or Used in projection display devices that reflect and transmit an image consisting of the transmitted light or reflected light from the light valve to a screen outside the device using a projection lens. The shutter driving device can arbitrarily block an optical path from the light valve to the projection lens in order to prevent light, stray light, and the like from being incident on the projection lens and being projected on the screen.
[0003]
[Prior art]
As a conventional shutter device, for example, there is one disclosed in
[0004]
Next, the operation will be described. When the image mute is instructed, the
[0005]
Conversely, when the image mute state is released, the
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-174910 A
[Problems to be solved by the invention]
In this shutter device, the
[0008]
It is also required that the device be configured so as not to cause serious damage to the entire device even if there is a failure of the detecting means or a short circuit of the wiring.
[0009]
However, in the configuration in which the
[0010]
In addition, when the
[0011]
Further, when the light-
[0012]
According to the present invention, the light-shielding plate quickly moves to a position where the light path blocks the predetermined optical path and a position where the light path does not block the optical path, and can be reliably stopped at the predetermined position. It is an object of the present invention to provide a shutter driving device and a driving method which do not cause serious damage to the entire device even if it exists, or minimize a temperature rise of the light shielding plate.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, a shutter driving device according to the first invention of the present application is:
A light shield having a linear or curved concave portion (12) that can be rotated about a pivot shaft (11) and moved to a first stop position that blocks a predetermined optical path and a second stop position that does not block the optical path. A driving member (21) having a driving projection (20) engaged with the recess (12);
The light shielding plate (13) is rotated by the movement of the driving projection (20), and the driving projection (20) is stopped at the first stop position, the second stop position, or both stop positions. The shutter driving device moves so that the rotation speed of the light shielding plate (13) decreases as the distance from the shutter increases.
[0014]
The shutter driving device of the second invention of the present application is
A light-shielding plate (52) having a convex portion (51), which is rotatable about a rotation support shaft and is movable to a first stop position for interrupting a predetermined optical path and a second stop position for not interrupting the optical path; A driving member (57) having a linear or curved driving concave portion (55) engaged with the convex portion (51);
The light shielding plate (52) is rotated by the movement of the driving recess (55), and the driving recess (55) approaches the first stop position, the second stop position, or both stop positions. The shutter driving device moves so as to decrease the rotation speed of the light shielding plate (52).
[0015]
The shutter driving device according to the third invention of the present application is:
A transmissive or reflective light valve (1) capable of optically modulating each pixel; and a light valve (1) for projecting light transmitted through the light valve (1) or reflected from the light valve (1); A) a projection type display device having a projection lens (2) for enlarging and projecting the image of
The light-shielding plate (13) is located between the light valve (1) and the projection lens (2), and rotates around a rotation support shaft (11) to rotate from the light valve (1) to the projection lens. The shutter drive device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the shutter drive device moves to a first stop position that blocks an optical path to (2) and a second stop position that does not block the optical path.
[0016]
The shutter driving device of the fourth invention of the present application is:
The driving convex portion (20) or the driving concave portion (55) is moved by a gear mechanism, and at least one gear (17) of the gear mechanism is turned when a predetermined rotation angle or more is turned. A shutter drive device according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the gear mechanism is a toothless gear that is disengaged from the gear, and the gear mechanism is configured to run idle even if the drive source (24) continues to move. .
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a shutter driving device,
In the first stop position and the second stop position, the protrusion (51) and the driving protrusion (20) are moved away from the first stop position and the second stop position by an elastic body (22). The shutter driving device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, which is biased.
[0018]
The shutter device of the sixth invention of the present application
A transmissive or reflective light valve (1) capable of optically modulating each pixel; and a light valve (1) for projecting light transmitted through the light valve (1) or reflected from the light valve (1); And a projection lens (2) for enlarging and projecting the image of (1).
It is located between the light valve (1) and the projection lens (2), and rotates around a rotation support shaft (11) to form an optical path from the light valve (1) to the projection lens (2). A shutter device comprising a first stop position for blocking and a light shielding plate (13) moving to a second stop position for not blocking the optical path,
A shutter device wherein the light reflectance of the light valve (1) side surface of the light shielding plate (13) is higher than the light reflectance of the projection lens (2) side surface.
[0019]
The shutter device according to the seventh aspect of the present invention includes:
The light shielding plate (13) is a metal plate, and is a shutter device according to a sixth aspect of the present invention, in which the surface on the side of the projection lens (2) is painted black.
[0020]
The shutter driving method according to an eighth aspect of the present invention includes:
A light shield having a linear or curved concave portion (12) that can be rotated about a pivot shaft (11) and moved to a first stop position that blocks a predetermined optical path and a second stop position that does not block the optical path. A driving method for a shutter device, comprising: a plate (13); and a driving member (21) having a driving projection (20) engaged with the recess (12).
When the light shielding plate (13) is rotated by the movement of the driving projection (20), the light shielding plate (13) is moved toward the first stop position, the second stop position, or both stop positions. This is a driving method of the shutter device, in which the driving projection (20) is moved so that the rotation speed decreases.
[0021]
The ninth aspect of the present invention is a shutter driving method,
A light-shielding plate (52) having a convex portion (51) that can rotate to a first stop position for blocking a predetermined optical path and a second stop position for not blocking the optical path by rotating about a pivot shaft; A driving member (57) having a linear or curved driving concave portion (55) engaged with the portion (51), the driving method comprising:
When the light shielding plate (52) is rotated by the movement of the driving concave portion (55), the rotation of the light shielding plate (52) becomes closer to the first stop position, the second stop position, or both stop positions. This is a driving method of the shutter device, in which the driving concave portion (55) is moved so that the moving speed decreases.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
[0023]
(Embodiment 1)
1 to 6 show an embodiment of the shutter device of the present invention. FIG. 1 is a perspective view for explaining the structure of the shutter device, FIG. 2 is an exploded view of the shutter device, and FIG. FIG. 4 is a side view showing an outline of the system, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a light shielding plate, FIG. 5 is an operation explanatory view of the shutter device, and FIG.
[0024]
1 to 3, a projection display device includes a DMD (digital micromirror device) 1 as a light valve capable of optically modulating each pixel and only light reflected in a predetermined direction by the
[0025]
Next, a detailed configuration of the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The operation of the shutter device configured as described above will be described below.
[0029]
First, the basic operation of the projection display device will be briefly described. The white light emitted from the arc tube 5 is reflected by the
[0030]
The pixel to be displayed controls the angle of the corresponding micromirror in a predetermined direction, reflects the light in the direction in which the light enters the
[0031]
By performing these operations at a high speed, a full-color image can be viewed on the screen by the afterimage effect of the eyes.
[0032]
The
[0033]
Details of the operation will be described with reference to FIG. First, a normal use state (a state in which an image is projected on an external screen) is shown in FIG. At this time, the
[0034]
When an instruction to mute the image is given, the display is set to an all black display state, the
[0035]
When returning to the normal use state, the
[0036]
As is clear from each state of FIG. 5, when the
[0037]
By these actions, when the
[0038]
6A and 6B, even when the position of the
[0039]
In this state, the
[0040]
The sensor is not limited to the contact type, and a part of the
[0041]
Further, it is also possible to use a stepping motor instead of the DC motor, and control only by the number of steps of the motor without using a sensor.
[0042]
Further, a tension spring is provided between the drive pin and the fixed shaft as a means for urging the sector gear with a rotational force. However, if a similar urging force can be applied, the tension spring is not necessarily limited to the tension spring. It is also possible to use them, and the same effect can be obtained by using these alternative means.
[0043]
Further, in the mechanism of the present description, the rotation speed of the
[0044]
In the present description, the
[0045]
(Embodiment 2)
8 and 9 show another embodiment of the shutter device of the present invention. FIG. 8 is a perspective view for explaining the structure of a drive unit of the shutter device, and FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the shutter device. The other configuration is basically the same as that of the first embodiment, and therefore the description is omitted.
[0046]
It is used for a projection type display device similar to that of the first embodiment, and the drive unit of the shutter device has a
[0047]
The operation of the shutter device configured as described above will be described below.
[0048]
First, the basic operation of the projection display device is the same as that of the first embodiment, and therefore the description is omitted.
[0049]
Details of the operation of the shutter device will be described with reference to FIG. First, FIG. 9A shows a state of normal use (a state in which an image is projected on an external screen). At this time, the
[0050]
When the image mute is instructed, the display is changed to the all black display state, and the
[0051]
After the state shown in FIG. 9B, the
[0052]
When returning to the normal use state, the
[0053]
After the state shown in FIG. 9B, the light-shielding
[0054]
In these operations, the cam curve of the
[0055]
The sensor is not limited to a contact type, and an optical sensor such as a photo interrupter can be used.
[0056]
Further, by using a driving source such as a stepping motor that can be stopped at an arbitrary rotation angle as a driving unit, the stop position can be controlled without using a sensor.
[0057]
Further, in the description of the second embodiment, the
[0058]
Further, in the mechanism of the present description, the rotation speed of the
[0059]
Further, in the present description, the hole of the drive cam gear 57 (the
[0060]
In each of the above embodiments, an example is shown in which one DMD is used as a light valve. However, the shutter device of the present invention can be used for an apparatus using a plurality of DMDs. .
[0061]
Further, the present invention can be similarly applied to a projection display device using a liquid crystal panel or another element as a light valve, and the same effect can be obtained.
[0062]
Although two contact type micro SWs are used for the sensors, the number of the sensors is not necessarily two, and the use of one can control the opposite position with time.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to quickly move to a position where the light shielding plate blocks a predetermined optical path and a position where the light shielding plate does not block the optical path, and to reliably stop at a predetermined position.
[0064]
Further, even if there is an abnormality such as a failure of the detecting means or a short circuit of the wiring, no serious damage is given to the entire apparatus.
[0065]
In addition, the temperature rise of the light shielding plate can be suppressed to a minimum.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a shutter device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is an exploded view of the shutter device according to the first embodiment; FIG. 3 is an optical system of a projection display device according to the first embodiment; FIG. 4 is a cross-sectional view of a light shielding plate according to the first embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation of the shutter device according to the first embodiment. FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a shutter device section of the projection display device according to the first embodiment. FIG. 8 is a perspective view of a light-shielding plate driving section of the shutter device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory view of the operation of the shutter device according to the second embodiment. FIG. 10 is a perspective view of a conventional shutter device.
1 ... DMD
2
Claims (9)
前記凹部に係合した駆動用凸部を有する駆動部材とを備え、
前記遮光板は前記駆動用凸部の移動によって回動させられ、前記駆動用凸部は、前記第一停止位置または前記第二停止位置またはその両方の停止位置に近づくにつれて前記遮光板の回動速度が減少していくよう移動するシャッター駆動装置。A light-shielding plate having a straight or curved concave portion, which can be moved to a first stop position that blocks a predetermined optical path and a second stop position that does not block the optical path, by rotating around a rotation support shaft,
A driving member having a driving convex portion engaged with the concave portion,
The light-shielding plate is rotated by the movement of the driving convex portion, and the driving convex portion rotates the light-shielding plate as approaching the first stop position, the second stop position, or both stop positions. A shutter drive that moves so that the speed decreases.
前記凸部に係合した直線または曲線状の駆動用凹部を有する駆動部材とを備え、
前記遮光板は前記駆動用凹部の移動によって回動させられ、前記駆動用凹部は、前記第一停止位置または前記第二停止位置またはその両方の停止位置に近づくにつれて前記遮光板の回動速度が減少していくよう移動するシャッター駆動装置。A light-shielding plate having a convex portion, which is rotatable about a rotation support shaft and can be moved to a first stop position that blocks a predetermined optical path and a second stop position that does not block the optical path,
A driving member having a linear or curved driving concave portion engaged with the convex portion,
The light shielding plate is rotated by the movement of the driving concave portion, and the driving concave portion has a rotating speed of the light shielding plate that approaches the first stop position or the second stop position or both stop positions. A shutter drive that moves so as to decrease.
前記ライトバルブと前記投写レンズの間に前記遮光板は位置し、
回動支軸を中心に回動して前記ライトバルブから前記投写レンズへの光路を遮る第一停止位置と前記光路を遮らない第二停止位置に移動する、請求項1又は請求項2記載のシャッター駆動装置。A transmission type or reflection type light valve capable of optically modulating each pixel, and a projection lens for projecting light transmitted through or reflected from the light valve and enlarging and projecting an image of the light valve. Of projection display devices,
The light shielding plate is located between the light valve and the projection lens,
3. The light source according to claim 1, wherein the light source rotates around a rotation support shaft and moves to a first stop position where the light path from the light valve to the projection lens is interrupted and a second stop position where the light path is not interrupted. Shutter drive.
前記歯車機構の少なくとも一つの歯車は、所定回転角度以上回動すると相手側歯車と噛み合いが外れる欠歯歯車であって、前記歯車機構はその駆動源が動き続けても空回りする、請求項1乃至3のいずれかに記載のシャッター駆動装置。The driving convex or the driving concave is moved by a gear mechanism,
At least one gear of the gear mechanism is a toothless gear that is disengaged from a mating gear when rotated by a predetermined rotation angle or more, and the gear mechanism idles even when its drive source continues to move. 3. The shutter driving device according to any one of 3.
前記ライトバルブと前記投写レンズの間に位置し、回動支軸を中心に回動して前記ライトバルブから前記投写レンズへの光路を遮る第一停止位置と前記光路を遮らない第二停止位置に移動する遮光板を備えたシャッター装置において、
前記遮光板の、前記ライトバルブ側の面の光反射率が前記投写レンズ側の面の光反射率より高いシャッター装置。A transmission or reflection light valve capable of optical modulation for each pixel, and a projection lens for projecting light transmitted through or reflected from the light valve, and enlarging and projecting an image of the light valve. Of the projection display device
A first stop position that is located between the light valve and the projection lens and that rotates around a rotation support shaft to block an optical path from the light valve to the projection lens; and a second stop position that does not block the optical path. In a shutter device having a light shielding plate that moves to
A shutter device, wherein the light reflectance of the light valve side surface of the light shielding plate is higher than the light reflectance of the projection lens side surface.
前記投写レンズ側の面が黒色塗装された請求項6記載のシャッター装置。The light shielding plate is a metal plate,
7. The shutter device according to claim 6, wherein the surface on the side of the projection lens is painted black.
前記遮光板を前記駆動用凸部の移動によって回動させる際、前記第一停止位置または前記第二停止位置またはその両方の停止位置に近づくにつれて前記遮光板の回動速度が減少していくよう、前記駆動用凸部を移動させるシャッター装置の駆動方法。A light-shielding plate having a straight or curved concave portion, which can be moved to a first stop position that blocks a predetermined optical path and a second stop position that does not block the optical path, by rotating around a pivot shaft, A driving member having a driving projection engaged therewith, the driving method of the shutter device, comprising:
When the light-shielding plate is rotated by the movement of the driving projection, the rotation speed of the light-shielding plate decreases as approaching the first stop position, the second stop position, or both stop positions. And a method of driving a shutter device for moving the driving projection.
前記遮光板を前記駆動用凹部の移動によって回動させる際、前記第一停止位置または前記第二停止位置またはその両方の停止位置に近づくにつれて前記遮光板の回動速度が減少していくよう、前記駆動用凹部を移動させるシャッター装置の駆動方法。A light-shielding plate having a convex portion that is rotatable about a rotation support shaft and that can move to a first stop position that blocks a predetermined optical path and a second stop position that does not block the optical path, and a straight line engaged with the convex portion Or a driving method of a shutter device including a driving member having a curved driving concave portion,
When rotating the light shielding plate by the movement of the driving concave portion, the rotation speed of the light shielding plate decreases as approaching the first stop position or the second stop position or both stop positions, A driving method of a shutter device for moving the driving recess.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002337214A JP2004170730A (en) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | Shutter driving device and driving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002337214A JP2004170730A (en) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | Shutter driving device and driving method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004170730A true JP2004170730A (en) | 2004-06-17 |
Family
ID=32700821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002337214A Pending JP2004170730A (en) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | Shutter driving device and driving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004170730A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007013564A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Shutter device and drive method |
| WO2010001660A1 (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | セイコープレシジョン株式会社 | Speed reducing mechanism, drive device, and optical instrument |
| WO2010041501A1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-15 | セイコープレシジョン株式会社 | Drive mechanism, blade drive mechanism and optical device |
| CN101131532B (en) * | 2006-08-22 | 2010-05-26 | 台达电子工业股份有限公司 | Projection system and light chopper used by same |
| JP2011095352A (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Canon Inc | Image projection device |
| JP2014174314A (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Ricoh Co Ltd | Projection optical device and image projection device |
| CN104252092A (en) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | 精工爱普生株式会社 | Projector |
-
2002
- 2002-11-20 JP JP2002337214A patent/JP2004170730A/en active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8189253B2 (en) | 2005-07-29 | 2012-05-29 | Panasonic Corporation | Shutter device and drive method |
| CN100587582C (en) * | 2005-07-29 | 2010-02-03 | 松下电器产业株式会社 | shutter device and driving method |
| WO2007013564A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Shutter device and drive method |
| JP4871870B2 (en) * | 2005-07-29 | 2012-02-08 | パナソニック株式会社 | Shutter device and driving method |
| CN101131532B (en) * | 2006-08-22 | 2010-05-26 | 台达电子工业股份有限公司 | Projection system and light chopper used by same |
| WO2010001660A1 (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | セイコープレシジョン株式会社 | Speed reducing mechanism, drive device, and optical instrument |
| JP2010014790A (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Seiko Precision Inc | Speed reducing mechanism, drive device, and optical instrument |
| KR101180130B1 (en) | 2008-07-01 | 2012-09-05 | 세이코 프레시죤 가부시키가이샤 | Drive device and optical instrument |
| CN101878449B (en) * | 2008-07-01 | 2011-11-02 | 精工精密株式会社 | Speed reducing mechanism, drive device, and optical instrument |
| US8100593B2 (en) | 2008-07-01 | 2012-01-24 | Seiko Precision Inc. | Speed reducing mechanism, drive device, and optical instrument |
| WO2010041501A1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-15 | セイコープレシジョン株式会社 | Drive mechanism, blade drive mechanism and optical device |
| US8419298B2 (en) | 2008-10-06 | 2013-04-16 | Seiko Precision Inc. | Drive mechanism, blade drive mechanism and optical device |
| JP2011095352A (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Canon Inc | Image projection device |
| JP2014174314A (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Ricoh Co Ltd | Projection optical device and image projection device |
| CN104252092A (en) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | 精工爱普生株式会社 | Projector |
| CN104252092B (en) * | 2013-06-26 | 2016-04-20 | 精工爱普生株式会社 | Projector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10942437B2 (en) | Rotatable projection lens and projector | |
| JP4126524B2 (en) | Projector device | |
| JP2001228569A (en) | Illumination optical system and projection type display device using the same | |
| TWM245454U (en) | Light shielding device of projector and projector having the device | |
| JP4151211B2 (en) | projector | |
| CN100587582C (en) | shutter device and driving method | |
| JP4716528B2 (en) | Projection display | |
| JP5682154B2 (en) | Light control device and projector | |
| JP5104214B2 (en) | projector | |
| JP2004170730A (en) | Shutter driving device and driving method | |
| JP4677473B2 (en) | Digital light processing projection apparatus and display method thereof | |
| JP4589013B2 (en) | Shutter device for projection image display device and projection image display device | |
| WO2007067908A2 (en) | Dynamic aperture for display systems | |
| CN102375312B (en) | Exhaust port shutter apparatus and projector | |
| JP5298698B2 (en) | Projection display | |
| JP4714431B2 (en) | Projection lens device and projector device | |
| JP2006047684A (en) | Projector device | |
| JP2010169914A (en) | Projector | |
| JP2005250384A (en) | projector | |
| US20250237939A1 (en) | Light quantity adjustment device and projection image display device | |
| JP4683878B2 (en) | Projection lens device and projector device | |
| JP3744912B2 (en) | Projection display device | |
| JP4574132B2 (en) | Illumination device and color image display device using the same | |
| JP4648666B2 (en) | Projector device | |
| JP4055761B2 (en) | Projection lens shift mechanism |