(57)【要約】【課題】  光学ユニットに対するリフレクタの固定精度の改善を簡単な構成で容易に行えるようにして、ランプ光の利用効率を上げることができる光源装置を提供する。【解決手段】  光源装置は、ランプ１０を装着しそのランプ光をリフレクタ１２で反射することによって平行な出射光または一点に集光させた出射光を後段の光学ユニット１４に取り込むものであって、リフレクタ１２が金属材から主になり、リフレクタ１２の光出射側であって光学ユニット取り付け側の開口部１２ａに外周よりも拡径した前面フランジ部１２ｂを設け、この前面フランジ部１２ｂに光学ユニット１４に対する光軸の位置を決めるための、光学ユニット１４の取り付け端部１４ａに当てる当て面１２ｃを形成し、この当て面１２ｃおよび光学ユニット１４の取り付け端部１４ａに互いの位置決め手段１６が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプを装着しそのランプ光をリフレクタで反射することによって平行な出射光または一点に集光させた出射光を後段の光学ユニットに取り込む光源装置において、
リフレクタが金属材から主になり、
リフレクタの光出射側であって光学ユニット取り付け側の開口部に外周よりも拡径した前面フランジ部を設け、この前面フランジ部に光学ユニットに対する光軸の位置を決めるための、光学ユニットの取り付け端部に当てる当て面を形成し、
この当て面および光学ユニットの取り付け端部に互いの位置決め手段が設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
リフレクタの前面フランジ部の当て面または光学ユニットの取り付け端部に一体または別体の段差部を設けて、この段差部を前面フランジ部よりも面積の小さいものとし、この段差部を介して該当て面および取り付け端部が接したことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
リフレクタの前面フランジ部は略角形を呈し、段差部を各角部に設けたことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
位置決め手段がピンを位置決め孔に通すものであって、リフレクタは、金型によってダイキャスト成型し、該位置決め孔を金型構造によって成型するようにしたものであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
リフレクタは、全体が金属材からなり内周面を磨き出しまたは多層膜コーティングによって鏡面形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等の光源装置では、ランプから放射される光束をリフレクタ（反射鏡）によって平行に出射、またはある一点に集光させて後段の光学ユニットに取り込む仕組みとなっており、特開２００１−２０９１２０号公報（特許文献１）に記載のように、光学ユニット内で白色光を赤、緑、青の各色光に色分解した後、各色用の３枚の液晶ライトバルブに通して各色用映像を作成し、プリズムを用いて３成分の光を合成してその合成光をレンズを通して拡大投射する方式と、本発明のようにランプから出射される白色光を回転する円板等を用いて３色以上の複数色に時分割的に色分解を行い、ＤＭＤライトバルブに照射することによって映像を生成し、投射レンズによって拡大投射するＤＬＰ方式（デジタル・ライト・プロセッシングの頭文字をとったもの）などがある。
【０００３】
従来のランプは、リフレクタに前もって固定された組品となっており、ランプの位置をリフレクタの所定の位置、通常は反射曲面の焦点位置に精度良く固定した組品を光学ユニットに対して取り付けることで、ランプに入力した電力に対し高効率で光学ユニットに光束を取り込むことが可能となる。
【０００４】
特に、ＤＬＰ方式のプロジェクタにおいては、リフレクタの反射面が短焦点楕円形状となっており、楕円の第一焦点より発した光が急峻な角度で第二焦点に集まる形状である為、わずかな位置ズレによって利用できる光束量が大きく減少し、ひいてはスクリーンへ投影される映像が暗くなってしまう。
【０００５】
よって、いかにして光学ユニットに対するリフレクタの固定精度を改善して、ランプ光の利用効率を上げるかが課題となっている。
【０００６】
上記要望に対する従来技術１として、上記特許文献１では、光源とケース部からなる光源ユニットを光学ユニットに取り付けたプロジェクタ装置の構造において、光源ユニットが光源を固定保持して前記光源ユニットに対して位置決めするベース部と、装置のハウス部に固定されベース部に固定保持された前記光源を遊びを持たせて支持するケース部とを備えているものが開示する。これはケース部を光学ユニット本体に固定する際にランプベース部との間で位置調整ができ光軸との間の位置がズレてしまうことがない。
【０００７】
また、従来技術２として特開2005-62452号公報（特許文献２）がある。この特許文献２は、光源ランプとリフレクタとリフレクタ保持部材を有するランプユニットにおいて、円形開口部のリフレクタのその開口部の内径部分をリフレクタ保持部材の位置決め基準として保持する方法を開示する。
【０００８】
さらに、従来技術３として特開2004-251925号公報（特許文献３）がある。この特許文献３は、リフレクタの前面フランジ部に複数の楔型突起部を設けて、リフレクタとホルダーを嵌合させるものである
従来技術１〜３のいずれの技術においても、ランプは前もってリフレクタに固定されているため、光束を取り込む光学ユニットとリフレクタとの精度を出すことが必要となっている。
そのため、従来は、リフレクタの位置精度を出すために、バネで一方向に付勢する、内面を基準として利用して固定する等の手法を採用しているが、リフレクタと光学ユニットの間に位置決めをするための取付け部品が介在する。
【０００９】
図１１は従来のランプおよびリフレクタを有する光源装置を説明する具体的な図、図１２は従来のリフレクタの説明図である。
【００１０】
図１１に示すように、光源装置ではリフレクタａにランプｂを取り付け、そのリフレクタａは取り付け部品（第３の部材）ｃに位置決めてして取り付けた後に、この取り付け部品ｃを介して光学ユニットｄに取り付けているものである。光学ユニットｄには、位置決めピンを挿通する位置決め孔ｄ１が穿設される。
【００１１】
このように、従来の光源装置では、リフレクタと光学ユニットとで主に構成されているが、リフレクタと取り付け部品との間、取り付け部材と光学ユニットとの間の２箇所で精度が求められるため、結果的にリフレクタと光学ユニットとの間でズレを抑えることが難しくなる上、この取付け部品が追加部品として必要となるため、光源装置全体的にコストアップする要因となっていた。
【００１２】
また、従来のリフレクタは図１２に示すようにガラスで成型されているために、精度のよい位置決めピンや穴をリフレクタ自体に設けることは困難である。ずなわち、リフレクタａの開口部が鍔状に広がっている部分ａ１はプレス成型時に、材料の延びきる部分にあたるため寸法精度が出しにくい。また、成型材料の溶融硝子は粘度が高いため、精密な位置決め突ピンや位置決め孔を形成できないものである。
【特許文献１】特開2001-209120号公報
【特許文献２】特開2005-62452号公報
【特許文献３】特開2004-251925号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のように、従来は、いかにして光学ユニットに対するリフレクタの固定精度を改善して、ランプ光の反射効率を上げるかが課題となっているが、この課題を解決する手段は提案されていない。
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するものであって、光学ユニットに対するリフレクタの固定精度の改善を簡単な構成で容易に行えるようにして、ランプ光の利用効率を上げることができる光源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】
【００１５】
本発明は、ランプを装着しそのランプ光をリフレクタで反射することによって平行な出射光または一点に集光させた出射光を後段の光学ユニットに取り込む光源装置において、リフレクタが金属材から主になり、リフレクタの光出射側であって光学ユニット取り付け側の開口部に外周よりも拡径した前面フランジ部を設け、この前面フランジ部に光学ユニットに対する光軸の位置を決めるための、光学ユニットの取り付け端部に当てる当て面を形成し、この当て面および光学ユニットの取り付け端部に互いの位置決め手段が設けられていることを特徴とする光源装置である。
【００１６】
本発明においては、リフレクタの前面フランジ部の当て面または光学ユニットの取り付け端部に一体または別体の段差部を設けて、この段差部を前面フランジ部よりも面積の小さいものとし、この段差部を介して該当て面および取り付け端部が接したことが好適である。
【００１７】
また、本発明においては、リフレクタの前面フランジ部は略角形を呈し、段差部を各角部に設けたことが好適である。
【００１８】
また、本発明においては、位置決め手段がピンを位置決め孔に通すものであって、リフレクタは、金型によってダイキャスト成型し、該位置決め孔を金型構造によって成型するようにしたものであることが好適である。
【００１９】
また、本発明においては、リフレクタは、全体が金属材からなり内周面を磨き出しまたは多層膜コーティングによって鏡面形成したものであることが好適である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、リフレクタの光出射側であって光学ユニット取り付け側の開口部に外周よりも拡径した前面フランジ部を設け、この前面フランジ部に光学ユニットに対する光軸の位置を決めるための、光学ユニットの取り付け端部に当てる当て面を形成し、この当て面および光学ユニットの取り付け端部に互いの位置決め手段が設けられているので、位置決め手段例えば位置決めピンまたは穴を金属製リフレクタの前面部に直接構成して、そのピンを利用して光学ユニットへの取付けを行うことで、他の部材が介在することなく位置ズレを最小限に抑えることができる。
【００２１】
したがって、リフレクタの位置決めが精度良く行えるので、ランプから発光された光束のロスを最小限にして光学ユニットへ取り込むことが可能となる。
【００２２】
また、リフレクタの位置決め用の取付部品やリフレクタを付勢するために使用しているバネが不要となるため、コストダウンや製品の組立工程の簡略化に貢献できる。
【００２３】
なお、リフレクタの前面フランジ部の当て面または光学ユニットの取り付け端部に一体または別体の段差部を設けて、この段差部を前面フランジ部よりも面積の小さいものとし、この段差部を介して該当て面および取り付け端部が接したものとすることによって、リフレクタと光学ユニットとをこの段差部によって取付け部の当て面の断面積を減少させた構造として、ランプ部において発熱した熱量の光学ユニットへの熱伝導量を減少させ、ランプの発熱が光学ユニットに対して及ぼす影響を最小限にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１〜図９は本発明に係る光源装置の実施形態であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。
【００２６】
図１はランプの固定されたリフレクタの斜視図、図２は同リフレクタの側面図、前方視図、図３は図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、図４は光源装置の内部構造図、図５はリフレクタと光学ユニットの取り付け構造を説明する斜視図、図６は図５の取り付け構造の各例の説明図、図７はリフレクタの詳細構造の断面視説明図、図８は反射層の拡大説明図、図９（ａ）〜（ｃ）はリフレクタへのランプ取り付けの一例に係る説明図、図１０（ａ）〜（ｅ）はリフレクタのへのランプ取付けの他の例に係る説明図である。
【００２７】
図１〜図４に示すように、実施形態に係る光源装置は、ランプ１０を装着しそのランプ光をリフレクタ１２で反射することによって平行な出射光または一点に集光させた出射光を後段の光学ユニット１４に取り込むものであって、リフレクタ１２が金属材から主になり、リフレクタ１２の光出射側であって光学ユニット取り付け側の開口部１２ａに外周よりも拡径した前面フランジ部１２ｂを設け、この前面フランジ部１２ｂに光学ユニット１４に対する光軸の位置を決めるための、光学ユニット１４の取り付け端部１４ａに当てる当て面１２ｃを形成し、この当て面１２ｃおよび光学ユニット１４の取り付け端部１４ａに互いの位置決め手段１６が設けられている。
【００２８】
詳細には、前記リフレクタ１２では、全体的に、底部１２ｄが中空筒状に延びた概略厚板椀状を呈し、貫通した底部１２ｄにランプ１０が装着される。リフレクタ１２の内周面１２ｅは平行光を出射するための放物面や第２焦点に集光する光束を出射するための楕円球面など光束の種類に応じた反射面に設計されている。
【００２９】
リフレクタ１２の前面フランジ部１２ｂは厚板状に光軸から放射方向に延設した形状を呈し、その当て面１２ｃ（その他光学ユニット１４の取り付け端部１４ａでも好適である）に一体（または別体）の段差部１８を設けて、この段差部１８を前面フランジ部１２ｂよりも面積の小さいものとし、この段差部１８を介して該当て面１２ｃおよび取り付け端部１４ａが接したものである。
【００３０】
リフレクタ１２の前面フランジ部１２ｂは前方から見て角の取った四角形形状の略角形を呈し、矩形で厚さのある段差部１８を四隅の各角部に４つ設けている。
【００３１】
位置決め手段１６は、ピン１６ａを位置決め孔１６ｂに通すものであって、リフレクタ１２は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金材料を材料にして金型によってダイキャスト成型し、該位置決め孔１６ｂを金型構造によって成型するようにしたものである。
【００３２】
具体的には、４つの段差部１８のうちの２つにピン１６ａおよび位置決め孔１６ｂを設けている。
【００３３】
図５に示すように、光軸を中心として対角に2箇所設けられた前面フランジ部１２ｂの段差部１８から突出した位置決めピン１６ａを光学ユニット１４の取り付け端部１４ａの位置決め孔１６ｂと軸方向に一致させて位置決めする。つまり、リフレクタ１２は光学ユニット１４に直接取り付けて位置決めでき、従来の取り付け部材のような第３の部材を介することなくランプ１０と光学ユニット１４の１箇所の嵌合精度のみで取り付け、位置決めができるので、簡単な構成で迅速にかつ正確な製造ができる。
【００３４】
なお、実施形態では、上記のように前記リフレクタ１２の位置決めピン１６ａを光源ユニット１４の位置決め孔１６ｂに挿通させると共に、さらに、前面フランジ部１２ｂに位置決め孔１６ｂを形成し、取り付け端部１４ａに形成した他の位置決め孔１６ｂと軸方向に一致させて前面フランジ１２ｂと取り付け端部１４ａとの各位置決め孔１６ｂ、１６ｂを通してネジ１６ｃを挿通させて、リフレクタ１２と光源ユニット１４との位置決めおよび締着を合わせて行うようにしている。
【００３５】
また、実施形態に係る光源装置は、図４に一例を示すように、ランプ１０を装着したリフレタ１２がランプケース３０に収容されている。ランプケース３０は、ランプの冷却を効率的に行うために配置されるが、ランプ１０の光学ユニット１４に対する取付や位置調整には一切関与していない。また、ランプ冷却の方式によってはランプケース３０は無くてもよい。そして、光源ユニット１４には、入射側から入射光を均一平面光に整えるインテグレ−タ３２、入射光をＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）などの各色光に分ける色分離手段３４、照明レンズ３６、ミラー３８、画像形成するＤＭＤライトバルブ４０、画像光を投射する投射レンズ４２から主になっている。
【００３６】
ここで、前記段差部１８は、前面フランジ１２ｂに一体にダイキャスト成型しても、別体のものとしてもよい。また、段差部１８は図６に示すように、リフレクタ１２は、全体が金属材からなり内周面を多層膜コーティング（その他、磨き出し）によって鏡面形成したものである。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、段差部１８を前面フランジ部１２ｂに設ける他、光学ユニット１４側にも段差部１８Ａを突出するように設けて位置決めピン１６ａを段差部１８Ａに装着して位置決めすることができる。この段差部１８Ａによって取付け部の当て面の断面積を減少させた構造として、ランプ１０において発熱した熱量の光学ユニット１４への熱伝導量を減少させ、ランプ１０の発熱が光学ユニット１４に対して及ぼす影響を最小限にすることができる。
【００３８】
また、図６（ｂ）に示すように、光学ユニット１４の取り付け端部１８ａの当たり面に断熱材１８Ｂを設け、これによって当て面の熱伝導率を大幅に低下させることによってランプ１０から光学ユニット１４への熱伝導を減少させ、影響を最小限にすることができる。
【００３９】
図７は実施形態のリフレクタ１２の反射面が４層構造であることを説明し、図８は反射面の断面層を拡大して詳細に説明している。なお、リフレクタ１２にはリフレクタ１２を光源ユニット１４に取り付ける際に作業者が手で持つための脱着レバー４４が着脱可能に設けられている。
【００４０】
図７〜図８に示すように、リフレクタ１２は、全体が金属材からなり反射面である内周面１２ｅを多層コーティング、例えば、リフレクタ１２の基材２０ａ上に熱吸収層（赤外線熱変換層２０ｂ）を設けた３層コーティング層２０ｂ〜２０ｄによって４層構造にしているものである。
【００４１】
具体的には、リフレクタ１２は凹面鏡であって基材は熱伝導率１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の金属材料（例えばアルミニウム）である。そして、リフレクタ内周面１２ｅでは基材２０ａ上に順に赤外線熱変換層２０ｂ、光沢緩衝層２０ｃ、および可視光反射層２０ｄが形成されている。
【００４２】
赤外線熱変換層２０ｂは、例えばアルミニウム等の基材を陽極酸化して形成される膜である。光沢緩衝層２０ｃは、例えばＳｉ系樹脂またはポリイミド系樹脂を高温焼成した膜である。可視光反射層２０ｄは、例えば二酸化チタンと二酸化シリコンによる多重緩衝膜である。
【００４３】
ランプ１０のリフレクタ１２への取り付けは、一例を図９に、他の例を図１０によって説明している。
【００４４】
一例に係る取り付け方式では、ランプ１０は、図９および前述の図３や図７に説明するよう、電極軸がリフレクタ１２の光軸方向に向いており、電極リード２２がリフレクタ１２の一部分で内周面１２ｅから外周面１２ｆに貫通する一部貫通孔１２ｇを通して通線している。
また別の取り付け方式としては、図１０のようにランプ１０の電極軸がリフレクタ１２の光軸方向に対して直角方向に配置されていてもよい。図１０(ａ)は上面図、図１０（ｂ）は側面図、図１０（ｃ）は正面図、図１０（ｄ）はＡ−Ａ断面の断面図、図１０（ｅ）はランプ組品の斜視図を示す。図１〜図９と同様の部分に同一の符号を付している。
【００４５】
ランプ１０をリフレクタに取り付ける際には、図９（ａ）または図１０に示すように、リフレクタ１２の単体の楕円焦点、または放物線焦点にランプ１０の発光部１０ａ（電極対向部の周囲）を合致させるように組み合わせる。
【００４６】
次いで、図９（ｂ）または図１０に示すように、ランプ１０を点灯して出射光束を測定しながら、光束が最大になるようにランプ１０の位置を調整する（ランプ１０とリフレクタ１２との位置調整）。
【００４７】
そして、図９（ｃ）に示すように、光束が最大になった位置で接着剤２４を注入し、固着する。または、図１０（ｄ）に示すように、光束が最大になった位置でランプ周囲のガイド筒をリフレクタに接着剤等で固定する。
【００４８】
次に、上記した実施形態の作用を説明する。
【００４９】
図１に示す通り、金属製リフレクタ１２の前面フランジ部１２ｂに光学ユニット１４に対する光軸方向の位置を決める当て面１２ｃを設ける。これで光軸方向の位置を決定する。
【００５０】
また、光軸と垂直面を成す方向の位置決めとしてリフレクタ１２の前面に位置決め用のピン１６ａ、または孔１６ｂを設ける。
【００５１】
光学ユニット１４はこれに相対する位置に穴、またはピンが配置されており、ランプユニットの取付け時に互いに嵌合することによって、リフレクタ１２と光学ユニット１４を別途位置決め用の部品を使うこと無く直接取付けられることになり、考慮すべき精度はこの１組の部品の挿入部分のみとなるため、従来技術よりも精度の向上が可能となる。
【００５２】
これによりランプ１０の光学ユニット１４対する位置が精度良く取付られることになり、取り込むことができずにロスしていた光束を減らすことが可能となり、結果としてスクリーン輝度が向上する。
【００５３】
一方、従来のガラス製リフレクタにおいては、その成型工程から本発明のような形状を作成することは困難であった。つまりガラスリフレクタの場合、溶融したガラス塊を金型の中に配置し、プレスすることで成型しているが、特にリフレクタ前面部は材料がプレスにより伸びきる部分にあたるため、寸法精度を出すことが難しく、まして細いピンや穴形状を設けることはできなかった。
【００５４】
これに対し、本発明の金属製リフレクタにおいてはダイキャストなどの成形方法によって、ゲート位置や金型構造の工夫によりリフレクタ前面部に細いピンや穴を構成することが容易であり、これらを位置決めとして使用することができる。
【００５５】
尚、本発明の光源装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】ランプの装着されたリフレクタの斜視図である。
【図２】（ａ）は同リフレクタの側面図、（ｂ）は前方視図である。
【図３】図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】光源装置の内部構造図である。
【図５】リフレクタと光学ユニットの取り付け構造を説明する斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は図５の取り付け構造の各例の説明図である。
【図７】リフレクタの詳細構造の断面視説明図である。
【図８】反射層の拡大説明図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はリフレクタへのランプ取り付けの一例に係る光軸方向に断面視した説明図である。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）はランプをリフレクタの光軸に垂直に配置したリフレクタへのランプ取付けの他の例に係る説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は（ｂ）のＤ−Ｄ断面図、（ｅ）は組み立て図である。
【図１１】従来のランプおよびリフレクタを有する光源装置を説明する具体的な図である。
【図１２】従来のリフレクタの説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  ランプ
１０ａ  発光部
１２  リフレクタ
１２ａ  開口部
１２ｂ  前面フランジ部
１２ｃ  当て面
１２ｄ  底部
１２ｅ  リフレクタ内周面
１２ｆ  リフレクタ外周面
１２ｇ  電極リード通線用の一部貫通孔
１４  光学ユニット
１４ａ  取り付け端部端部
１６  位置決め手段
１６ａ  ピン
１６ｂ  孔
１６ｃ  ネジ
１８  段差部
１８Ａ  段差部
１８Ｂ  断熱材
２０ａ  リフレクタの基材
２０ｂ  コーティング層の赤外線熱変換層
２０ｃ  コーティング層の光沢緩衝層
２０ｄ  コーティング層の可視光反射層
２２  電極リード
２４  接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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