(57)【要約】【課題】部品点数を減らして製作コストを低減すると共に、生産性を向上し、かつ安全でクリーンに製作することができる光源装置の製造方法を提供すること。【解決手段】ランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２の接合に当たり、該ランプフレーム１５に対して、最適な集光効率が得られる該楕円リフレクタ１２の相対位置を求め、その位置において該ランプフレーム１５の有する突起部１５５を、該楕円リフレクタ１２の光束射出開口の外周裏面側に有する反射面に沿った傾斜面に対して加熱加圧作用により接合を行い、該ランプフレーム１５と該楕円リフレクタ１２を一体化する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この発光管が固定され、この発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出するリフレクタと、このリフレクタを固定する樹脂性材料からなるフレーム部を備えた光源装置であって、
このリフレクタは光束射出開口の外周裏面側に該リフレクタの反射面に沿った傾斜面を有し、この傾斜面とフレーム部の有する突起部が加熱加圧作用により接合されていること
を特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１の光源装置において、
前記リフレクタを光束が射出される方向から見た形状が、前記リフレクタの対向する外周部を残して、矩形状に切断されていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この発光管が固定され、この発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出するリフレクタと、このリフレクタを固定する樹脂性材料からなるフレーム部を備えた光源装置を製造する光源装置の製造方法であって、
前記フレーム部を外形基準で固定し、発光管と一体になったリフレクタを、そのフレーム部とは摺接可能な状態で設置する部材設置工程と、
前記発光管が発した光が、前記リフレクタの反射面で反射して光束を生成する光束生成工程と、
前記光束生成工程で生成された光束が集光素子を介して照度測定装置に入り、照度測定される照度検出工程と、
前記フレーム部に対するリフレクタの相対位置を、前記照度測定工程から得られる照度測定値が略最大となるよう調整し、前記リフレクタの最適な位置を決める位置調整工程と、
前記位置調整工程にて決められたフレーム部とリフレクタの位置関係の状態で、前記フレーム部の有する突起部を加熱加圧変形させ、前記リフレクタの外周部に有する斜面と接合する加熱加圧工程
とを備えていることを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３の光源装置の製造方法において、
前記発光管と一体となったリフレクタは楕円面鏡であり、前記光束生成工程より生成された光束が集光する楕円面鏡の第二焦点位置近傍に透過可能なスクリーンを配した集光位置検出工程と、
前記集光位置と設計上の集光位置を表示する集光位置表示工程
とを備えることを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項５】
電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この発光管が固定され、この発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出するリフレクタと、このリフレクタを固定する樹脂性材料からなるフレーム部を備えた光源装置を製造する光源装置の製造装置であって、
外形基準で相対位置が調整され、位置決め固定されたフレーム部を保持するフレーム部保持体と、
リフレクタに固定された発光管に発光管駆動用電源を供給する電源と、
発光管より発してリフレクタにて反射した光束が入射する入射光学系と、
入射光学系に入射した光束の照度を測定する照度測定装置と、
リフレクタを移動して、フレーム部との相対位置を調整する位置調整部と、
フレーム部とリフレクタを加熱加圧変形させ接合する加熱加圧装置
とを備えることを特徴とする光源装置の製造装置。
【請求項６】
光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の光源装置、
もしくは請求項３または請求項４のいずれかに記載の光源装置の製造方法により作られた光源装置
を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源装置、光源装置の製造方法、光源装置の製造装置、および、プロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調し光学像を拡大投写するプロジェクタが利用されており、このようなプロジェクタは、パーソナルコンピュータとともに、会議等でのプレゼンテーションに利用される。また、近年、家庭において大画面で映画等を見たいというニーズに応えて、ホームシアター用途にこのようなプロジェクタが利用される。
これらの利用において、プロジェクタ装置の小型化・高輝度化が要求されており、これらの要求に対応するため、光源装置のフレーム部への固定は、バネや耐熱接着剤等を利用して行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０７８２３号公報（図８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、バネ部品を使用した固定方法であるため、使用する部品点数が多く、組立てに手間がかかった。更に、バネ部品による固定後は、楕円面鏡を使用する場合に必要な、第二焦点位置ずれの調整は困難であった。また、耐熱接着剤による固定は、接着剤が凝固してフレーム部とリフレクタが接着されるまで時間がかかった。その上、接着剤塗布作業時には、換気等の安全性に注意が必要であった。
【０００５】
本発明の目的は、生産性が向上し、製作コストを削減できる光源装置、光源装置の製造方法、光源装置の製造装置、および、プロジェクタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光源装置は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この発光管が固定され、この発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出するリフレクタと、このリフレクタを固定する樹脂性材料からなるフレーム部を備えた光源装置であって、このリフレクタは光束射出開口の外周裏面側に該リフレクタの反射面に沿った傾斜面を有し、この傾斜面とフレーム部の有する突起部が加熱加圧作用により接合されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、リフレクタのフレーム部への固定は、加熱加圧作用による接合を利用しており、固定部材としてバネ部品等を使用しないため、部品点数を削減でき、組立てコストも低く抑えることができる。また、加熱加圧作用による接合は、耐熱接着剤の凝固時間に比べ作業時間が短いので作業効率が上がり、接合作用は局所的なので、接合領域以外への熱等の影響は少ない。更に接合に際して接着剤等は使用しないので、作業時の安全性が高い。
【０００８】
本発明の光源装置では、前記リフレクタを光束が射出される方向から見た形状が、前記リフレクタの対向する外周部を残して、矩形状に切断されていることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、リフレクタのフレーム部への固定は、リフレクタの対向する外周部に加熱加圧作用で接合を行うことが可能であり、更に前記外周部が矩形状に切断されているため、集光効率を著しく低下することなく、光源装置を小型化することが可能になる。
【００１０】
本発明の光源装置の製造方法では、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この発光管が固定され、この発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出するリフレクタと、このリフレクタを固定する樹脂性材料からなるフレーム部を備えた光源装置を製造する製造方法であって、前記フレーム部を外形基準で固定し、発光管と一体になったリフレクタを、そのフレーム部とは摺接可能な状態で設置する部材設置工程と、前記発光管が発した光が、前記リフレクタの反射面で反射して光束を生成する光束生成工程と、前記光束生成工程で生成された光束が集光素子を介して照度測定装置に入り、照度測定される照度検出工程と、前記フレーム部に対するリフレクタの相対位置を、前記照度測定工程から得られる照度測定値が略最大となるよう調整し、前記リフレクタの最適な位置を決める位置調整工程と、前記位置調整工程にて決められたフレーム部とリフレクタの位置関係の状態で、前記フレーム部と前記リフレクタを加熱加圧変形させ接合する加熱加圧工程とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
このような発明によれば、位置調整工程において、フレーム部に対するリフレクタの相対位置を摺接可能な範囲において変化させ、各位置において照度検出工程から得られる照度値が、リフレクタの移動可能領域内で略最大となるリフレクタの位置を求める。そして、略最大値が得られるリフレクタの位置で加熱加圧工程を実施することで、フレーム部と一体化して良好な集光効率を有する光源装置を製造することができる。
【００１２】
本発明の光源装置の製造方法では、前記発光管と一体となったリフレクタは楕円面鏡であり、前記光束生成工程より生成された光束が集光する楕円面鏡の第二焦点位置近傍に透過可能なスクリーンを配した集光位置検出工程と、前記集光位置と設計上の集光位置を表示する集光位置表示工程とを備えることが好ましい。
【００１３】
このような方法では、集光位置表示工程において表示されるリフレクタによる集光位置と設計上の集光位置が略一致するように、位置調整工程にてフレーム部に対するリフレクタの相対位置を調整することで、楕円面鏡の第一焦点位置と発光管の位置ずれにより生ずる楕円面鏡の第二焦点位置ずれ修正を、視覚的かつ簡単な工程で実施でき、光源装置の製造効率を向上することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記の各請求項に係る光源装置の製造方法を実施するための光源装置の製造装置としても成立するものである。すなわち、本発明の光源装置の製造装置は、外形基準で相対位置が調整され、位置決め固定されたフレーム部を保持するフレーム部保持体と、リフレクタに固定された発光管に発光管駆動用電源を供給する電源と、発光管より発してリフレクタにて反射した光束が入射する入射光学系と、入射光学系に入射した光束の照度を測定する照度測定装置と、リフレクタを移動して、フレーム部との相対位置を調整する位置調整部と、フレーム部とリフレクタを加熱加圧変形させ接合する加熱加圧装置とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
ここで、入射光学系としては、例えば、プロジェクタで使用されるインテグレータ照明光学系を採用できる。
また、照度測定装置は、例えば、積分球やスクリーンに投影した像を照度測定する方法を採用できる。
【００１６】
このような本発明の光源装置の製造装置では、上述した光源装置の製造方法と同様の工程により光源装置を製造することができ、前記と同様の作用および効果を享受できる。
【００１７】
そして、前述の光源装置をプロジェクタに適用することにより、小型化に対応できるとともに、生産性が向上して製作コストの削減を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜１＞  光源装置を利用したプロジェクタの構造
図１には、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１の光学系を表す模式図が示され、このプロジェクタ１は、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、スクリーン上に拡大投写する光学機器であり、光源装置１０、均一照明光学系２０、色分離光学系３０、リレー光学系３５、光学装置４０、及び投写光学系５０を備えて構成され、前記光学系２０〜３５を構成する光学素子は、所定の照明光軸Ａが設定されたライトガイド２内に位置決め調整されて収納されている。
【００１９】
光源装置１０は、発光管１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置４０を照明するものであり、詳しくは後述するが、発光管１１、楕円リフレクタ１２、副反射鏡１３、及び平行化凹レンズ１４を備えている。
そして、発光管１１から放射された光束は、楕円リフレクタ１２により装置前方側に射出方向を揃えて収束光として射出され、平行化凹レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。
【００２０】
均一照明光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系であり、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、偏光変換素子２３、及び重畳レンズ２４、及び反射ミラー２５を備えている。
第１レンズアレイ２１は、発光管１１から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成され、各小レンズの輪郭形状は、後述する光学装置４０を構成する液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
第２レンズアレイ２２は、重畳レンズ２４と共に前述した第１レンズアレイ２１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ２１と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成であるが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの画像形成領域の形状と対応している必要はない。
【００２１】
偏光変換素子２３は、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える光学素子である。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束及びＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ａに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子２３を用いることにより、発光管１１から射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。
【００２２】
重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、及び偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。この重畳レンズ２４は、本例では光束透過領域の入射側端面が平面で射出側端面が球面の球面レンズであるが、非球面レンズを用いることも可能である。
この重畳レンズ２４から射出された光束は、反射ミラー２５で曲折されて色分離光学系３０に射出される。
【００２３】
色分離光学系３０は、２枚のダイクロイックミラー３１、３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１、３２より均一照明光学系２０から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー３１、３２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子であり、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１は、赤色光を透過し、その他の色光を反射するミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、青色光を透過するミラーである。
【００２４】
リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７、３９とを備え、色分離光学系３０を構成するダイクロイックミラー３２を透過した青色光を光学装置４０まで導く機能を有している。尚、青色光の光路にこのようなリレー光学系３５が設けられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。本例においては青色光の光路長が長いのでこのような構成とされているが赤色光の光路長を長くする構成も考えられる。
【００２５】
前述したダイクロイックミラー３１により分離された赤色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６、３８及び反射ミラー３７、３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。尚、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、照明光軸に対して並行な光束に変換するために設けられている。
【００２６】
光学装置４０は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４３とを備えて構成される。尚、フィールドレンズ４１及び各液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの間には、入射側偏光板４４が介在配置され、図示を略したが、各液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ及びクロスダイクロイックプリズム４３の間には、射出側偏光板が介在配置され、入射側偏光板４４、液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ、及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。
【００２７】
液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、入射側偏光板４４から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。この液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの変調を行う画像形成領域は、矩形状であり、その対角寸法は、例えば０．７インチである。
【００２８】
クロスダイクロイックプリズム４３は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム４３は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
そして、クロスダイクロイックプリズム４３から射出されたカラー画像は、投写光学系５０によって拡大投写され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
前述した光源装置１０は、ライトガイド２に対して着脱可能となっていて、発光管１１が破裂したり、寿命により輝度が低下した場合に交換できるようになっている。
【００２９】
図２は光源装置１０の構造を表す概要斜視図である。この光源装置１０は、前述した発光管１１、楕円リフレクタ１２、副反射鏡１３、及び平行化凹レンズ１４の他、ランプフレーム１５及びカバー部材１６を備えて構成される。
後述するが、楕円リフレクタ１２とランプフレーム１５は加熱加圧作用により接合されている。
【００３０】
図３は、図２における光源装置１０の光源ランプ部の断面図である。
発光管としての発光管１１は、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、中央部分が発光部１１１、この発光部１１１の両側に延びる部分が封止部１１２とされる。
発光部１１１の内部には、図３では図示を略したが、内部に所定距離離間配置される一対のタングステン製の電極と、水銀、希ガス、及び少量のハロゲンが封入されている。
封止部１１２の内部には、発光部１１１の電極と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔が挿入され、ガラス材料等で封止されている。この金属箔には、さらに電極引出線としてのリード線１１３が接続され、このリード線１１３は、発光管１１の外部まで延出している。
そして、リード線１１３に電圧を印加すると、電極間で放電が生じ、発光部１１１が発光する。
【００３１】
楕円リフレクタ１２は、発光管１１の封止部１１２が挿通される首状部１２１及びこの首状部１２１から拡がる回転楕円面の反射部１２２を備えたガラス製の一体成形品である。
首状部１２１には、中央に挿入孔１２３が形成されており、この挿入孔１２３の中心に封止部１１２が配置される。
反射部１２２は、回転楕円面状のガラス内面に金属薄膜を蒸着形成して構成され、この反射部１２２の反射面は、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとされる。
前記の発光管１１は、この反射部１２２の内部に配置され、発光部１１１の内の電極間の発光中心が反射部１２２の回転楕円面の第一焦点位置Ｌ１となるように配置される。
そして、発光管１１を点灯すると、図３に示されるように、発光部１１１から放射された光束は、反射部１２２の反射面で反射して、回転楕円面の第二焦点位置Ｌ２に収束する収束光となる。
【００３２】
このような楕円リフレクタ１２に発光管１１を固定する際には、発光管１１の封止部１１２を楕円リフレクタ１２の挿入孔１２３に挿入し、発光部１１１内の電極間の発光中心が反射部１２２の回転楕円面の第一焦点となるように配置し、挿入孔１２３内部にシリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤を充填する。尚、本例では前側の封止部１１２から出たリード線１１３も挿入孔１２３を通して外部に露出している。
また、反射部１２２の光軸方向寸法は、発光管１１の長さ寸法よりも短くなっていて、このように楕円リフレクタ１２に発光管１１を固定すると、発光管１１の前方側の封止部１１２が楕円リフレクタ１２の光束射出開口から突出する。
【００３３】
副反射鏡１３は、発光管１１の発光部１１１の光束射出方向前側略半分を覆う反射部材であり、図示を略したが、その反射面は、発光部１１１の球面に倣う凹曲面状に形成され、反射面は楕円リフレクタ１２と同様にコールドミラーとされている。
この副反射鏡１３を発光部１１１に装着することにより、図３に示すように発光部１１１の前方側に放射される光束は、この副反射鏡１３によって楕円リフレクタ１２側に反射し、楕円リフレクタ１２の反射部１２２から射出される。
このように副反射鏡１３を用いることにより、発光部１１１の前方側に放射される光束が後方側に反射されるため、反射部１２２の回転楕円面が少なくても、発光部１１１から射出された光束をすべて一定方向に揃えて射出でき、楕円リフレクタ１２の光軸方向寸法を小さくすることができる。
【００３４】
図５（Ａ）は本実施形態の光源装置１０の構造を示しており、図中のＢによる断面図が図５（Ｂ）である。
ランプフレーム１５は、断面Ｌ字状の合成樹脂製の一体成形品であり、水平部１５１及び垂直部１５２を備えている。
水平部１５１は、ライトガイド２の壁部と係合し、光源装置１０をライトガイド２内に隠蔽して光漏れが出ないようにする部分である。また、図示を略したが、この水平部１５１には、発光管１１を外部電源と電気的に接続するための端子台が設けられており、この端子台には、発光管１１のリード線１１３が接続される。
【００３５】
垂直部１５２は、楕円リフレクタ１２の光軸方向の位置決めを行う部分であり、本例では、位置決めされた状態で、このランプフレーム１５の垂直部１５２が有する突起部１５５が加熱加圧作用により楕円リフレクタ１２の外周裏面側の傾斜面１２４と４箇所で接合されている。また、この垂直部１５２には、楕円リフレクタ１２の射出光束を透過させる開口部１５３が形成されている。
【００３６】
＜２＞  光源装置の製造装置の構造
図４は、光源装置を製造する光源装置の製造装置を示す模式図である。
この製造装置は、基台を形成する基部１８０と、基部１８０上にある位置調整部１９０と、基部１８０の上方にある加熱加圧ユニット２００と、基部１８０の下方にある入射光学系２１０と、図示を略したが、発光管に駆動用電源を供給する電源とを備えている。これは一般には、商用交流電流を光源駆動回路（バラスト回路）により整流、変換して交流矩形電流や直流電流に変換し、発光管を駆動する電源である。
【００３７】
基部１８０は、水平方向の基準面となる基台１８１と、該基台１８１上にあって基台１８１上部垂直方向に延びる積載治具１８２と、該積載治具１８２上にあってランプフレーム１５を固定するランプフレーム固定治具１８３とを備えている。
【００３８】
作業時においては、該ランプフレーム固定治具１８３上にランプフレーム１５を固定し、該ランプフレーム１５上の垂直部１５２（図５参照）にある突起部１５５で囲まれた領域内に、発光管１１が固定された楕円リフレクタ１２を、該楕円リフレクタ１２からの射出光束が鉛直方向になるような向きで遊挿する。
基台１８１には、該楕円リフレクタ１２からの射出光束を透過させて、後述する入射光学系２１０に該射出光束を導く開口部を有している。
また、積載治具１８２は該開口部を挟んで水平方向に相対する位置に固定されており、該積載治具１８２上のランプフレーム固定治具１８３は、ランプフレーム１５の外形基準で該ランプフレーム１５を固定するための治具であり、該ランプフレーム固定治具１８３で該ランプフレーム１５を固定することにより、該ランプフレーム１５の外形基準面と該入射光学系２１０の光軸が決められた位置関係になるように調整されている。
【００３９】
位置調整部１９０は、先端に押さえピン１９３を接続したエアシリンダ１９４と、押動部に該エアシリンダを接続したマイクロメータヘッド１９２と、該エアシリンダ１９４を移動部に搭載したスライダ１９５と、該スライダ１９５を駆動するスライダ駆動装置１９１とを備えている。
ここで、本製造装置においては、前記基台１８１面に対して平行で直交する２方向の位置調整を行っているため、図示した一方の位置調整部１９０とは別に、図示を略した他方の位置調整部１９０を有している。
【００４０】
エアシリンダ１９４は付勢機能を有し、ランプフレーム固定治具１８３を挟んで対峙した状態で設置され、一方のエアシリンダ１９４後端にはマイクロメータヘッド１９２が接続されている。両方のエアシリンダ１９４は、それぞれ独立して平行に移動するスライダ１９５上に搭載されており、両方のエアシリンダ１９４の先端にある押さえピン１９３が同一直線上を移動するように調整されている。該スライダ１９５のスライダ駆動装置１９１を駆動させると、対峙した押さえピン１９３が楕円リフレクタ１２の光束射出開口の外周裏面側の両端を当接する方向に移動し、更に対峙しているエアシリンダ１９４に与圧することにより、対峙した押さえピン１９３が該楕円リフレクタ１２と、ランプフレーム１５の有する突起部１５５とは干渉しない位置で当接する。
この状態で、マイクロメータヘッド１９２を回動すると、押さえピン１９３が突出し、該楕円リフレクタ１２の摺接可能な範囲において、該ランプフレーム１５に対する該楕円リフレクタ１２の相対位置を調整できる。
【００４１】
加熱加圧ユニット２００は、内部にヒータ２０３を有する加熱加圧治具２０４と、該加熱加圧治具２０４を昇降させる昇降機構２０２と、該昇降機構を保持する昇降機構保持台２０１とを備えている。
ここで、本製造装置においては、前記基台１８１面に対して平行で直交する２方向の加熱加圧作用による接合を行っているため、図示した一方の加熱加圧ユニット２００とは別に、図示を略した他方の加熱加圧ユニット２００を有している。また、何れの加熱加圧ユニット２００の加熱加圧治具２０４においても、昇降機構２０２による昇降移動時において、前記位置調整部１９０とは干渉しないような位置に設置されている。
【００４２】
入射光学系２１０は、プロジェクタ１の均一照明光学系２０およびリレー光学系３５と略同一な光学系で構成されており、図４では図示を略したが、この入射光学系を経て射出される光束の照度を、最終段に設置した積分球やスクリーン投影を経て照度計で測定する。
【００４３】
＜３＞  光源装置の製造方法
図６は、光源装置１０の製造手順を説明するフローチャートである。
次に、ランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２の接合工程について、図４、および図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
（１）ランプフレーム１５をランプフレーム固定治具１８３上にセットする（ステップＳ１）。
（２）発光管１１が固定された楕円リフレクタ１２を、ランプフレーム１５上の垂直部１５２にある突起部１５５で囲まれた領域内に遊挿する（ステップＳ２）。
（３）２方向の位置調整部１９０を稼動させる（ステップＳ３）。スライダ駆動装置１９１を駆動させ、エアシリンダ１９４に与圧することで、エアシリンダ１９４先端に接続された押さえピン１９３が、楕円リフレクタ１２の光束射出開口の外周裏面側の４箇所で当接する。
なお、この４箇所の内、直交する２箇所については、押さえピン１９３の位置を調整するマイクロメータヘッド１９２が設けられており、このマイクロメータヘッド１９２を使用することで、楕円リフレクタ１２の摺接可能な範囲において、ランプフレーム１５に対する楕円リフレクタ１２の相対位置を調整することができる。
【００４５】
（４）発光管１１に発光管駆動用電源を供給して発光させ、楕円リフレクタ１２にて射出方向を揃えて射出される収束光を、入射光学系２１０に入射させる（ステップＳ４）。
（５）２箇所の前記マイクロメータヘッド１９２を操作して、入射光学系２１０に入射する光量が増加する方向に、ランプフレーム１５に対する楕円リフレクタ１２の相対位置を調整する（ステップＳ５）。
（６）入射光学系２１０の最終段に設置した照度計により、ランプフレーム１５に対する楕円リフレクタ１２の相対位置での照度を測定する（ステップＳ６）。
【００４６】
（７）この取得した照度値について、ランプフレーム１５に対する楕円リフレクタ１２の調整可能な相対位置における略最大値かどうかを判定する（ステップＳ７）。
照度値が略最大値と判定されたならば、ランプフレーム１５に対する楕円リフレクタ１２の相対位置が最適な状態であると判断して次の工程に進む。
なお、移動調整する度に照度値が増加する傾向ならば、さらに照度値が増加する方向に再度、ランプフレーム１５に対する楕円リフレクタ１２の相対位置調整と照度測定を続ける。
（８）２方向の加熱加圧ユニット２００にあって、合計で４箇所の加熱加圧治具２０４内部にあるヒータ２０３に電源を接続して該加熱加圧治具２０４を加熱する（ステップＳ８）。
【００４７】
（９）前記ランプフレーム１５に対する楕円リフレクタ１２の相対位置を保持した状態で、加熱加圧ユニット２００の昇降機構２０２を降下させると、該昇降機構の移動部にある加熱加圧治具２０４も下降して、ランプフレーム１５の突起部１５５に加圧接触し、前記突起部１５５が加熱加圧変形することにより楕円リフレクタ１２の光束射出開口の外周裏面側と接合する（ステップＳ９）。
（１０）前記２方向の昇降機構２０２を上昇させて、４箇所の加熱加圧治具２０４を上方に移動させる（ステップＳ１０）。
【００４８】
（１１）前記２方向の位置調整部１９０を解除する（ステップＳ１１）。４箇所のエアシリンダ１９４を除圧して押さえピン１９３と楕円リフレクタ１２の当接を解除した後、スライダ駆動装置１９１を初期の位置に戻す。
（１２）一体となったランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２をランプフレーム固定治具１８３より除材する。（ステップＳ１２）
以上の工程により、ランプフレーム１５の外形基準において良好な集光効率を有し、接合されて一体となったランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２が得られる。
【００４９】
前述のような第１実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）ランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２は加熱加圧作用による接合であるため、バネ部品等による押さえによる固定方法に比べて、部品点数が少なく組立てコストを低減することができる。
（２）さらに、ランプフレーム１５の外形基準で良好な集光効率を得られるように調整して固定されているため、ランプフレーム１５の光源装置１０への組込みは、ランプフレーム１５の外形基準を使用して行えば良く、ランプフレーム１５を組込んだ状態において、光源装置１０の光軸と略一致した状態になっている。これにより、光源装置１０内でのランプフレーム１５の位置調整は不要であり、効率の良い組立てが可能となる。
（３）ランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２の加熱加圧作用による接合作業において、加熱加圧治具１８６を解除した段階で、接合は既に完了しており、接着剤接合に必要な凝固時間等が必要ないことから、生産性が向上する。
（４）さらに、接着剤による接合に比べ、作業時に換気等に気を使う必要もないため、クリーンで安全性が高い。
【００５０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図７、および図８を参照して説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
図７（Ａ）は、本実施形態の光源装置１０の構造を示しており、図中のＢによる断面図が図７（Ｂ）である。前記の第１実施形態における楕円リフレクタ１２の反射部１２２について、前記楕円リフレクタを光束が射出される方向から見た形状は円形状であったが、本実施形態における楕円リフレクタ１２５の反射部１２２については、前記楕円リフレクタの対向する外周部を残して、矩形状に切断されている。このような形状を有する楕円リフレクタ１２５においても、対角４箇所の外周部を利用して、ランプフレーム１５との加熱加圧作用による接合が可能である。
【００５１】
さらに、光源装置１０を製造する光源装置の製造装置を示す模式図である図８に示すように、ランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２５は第１実施形態と同様な状態で設置されていて、発光管１１より発光され、楕円リフレクタ１２５にて射出方向を揃えられた収束光が射出されている。ここで本実施形態においては、スクリーン２１１は略収束位置上で、該収束光の光軸に直交する方向に設置され、裏面から集光状態が可視できる。撮像素子２１２は該集光状態を撮像し、図８では図示を略したが、表示装置を使用して、該撮像映像と設計上の集光位置を表示して、該撮像映像の集光位置と設計上の集光位置が略一致するように、位置調整部１９０を用いて調整する。調整後は、第１実施形態と同様に加熱加圧ユニット２００により、ランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２５を接合する。
このような実施形態においても、第１実施形態の（１）〜（４）と同様の効果を奏することができる。
【００５２】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、第１実施形態および第２実施形態では、リフレクタについて、楕円リフレクタとしていたが、本発明では、曲面を有して集光作用のあるリフレクタならば、どのような曲面形状であってもよい。
【００５３】
また、第１実施形態および第２実施形態では、位置調整部１９０を用いて、作業者が最適な位置に調整していたが、照度または集光位置を自動認識する認識手段と、前記認識手段からの情報を基に、ランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２の最適な相対位置を算出する最適位置算出手段と、前記最適位置算出手段からの情報を基に、最適位置まで楕円リフレクタ１２を自動的に移動する自動移動手段とを備えた自動位置調整装置により位置合わせを行っても良い。
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構造を表す模式図。
【図２】前記実施形態における光源装置の構造を表す概要斜視図。
【図３】前記実施形態における光源装置の光束射出の作用を説明するための断面図。
【図４】前記実施形態における光源装置の製造方法を現す模式図。
【図５】前記実施形態における光源装置の構造を表す概略図。
【図６】前記実施形態における光源装置の製造手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光源装置の構造を表す概略図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光源装置の製造方法を現す模式図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、１０…光源装置、１１…発光管、１２…楕円リフレクタ、１５…ランプフレーム、１１１…発光部、１２２…反射部、１２４…傾斜面、１５５…突起部、２０４…加熱加圧治具
【図１】
2004335220.tif 000003
【図２】
2004335220.tif 000004
【図３】
2004335220.tif 000005
【図４】
2004335220.tif 000006
【図５】
2004335220.tif 000007
【図６】
2004335220.tif 000008
【図７】
2004335220.tif 000009
【図８】
2004335220.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月1日(2004.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この発光管が固定され、この発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出するリフレクタと、このリフレクタを固定する樹脂性材料からなるフレーム部を備えた光源装置を製造する光源装置の製造方法であって、前記フレーム部を外形基準で固定し、発光管と一体になったリフレクタを、そのフレーム部とは摺接可能な状態で設置する部材設置工程と、前記発光管が発した光が、前記リフレクタの反射面で反射して光束を生成する光束生成工程と、前記光束生成工程で生成された光束が集光素子を介して照度測定装置に入り、照度測定される照度検出工程と、前記フレーム部に対するリフレクタの相対位置を、前記照度検出工程から得られる照度測定値が略最大となるよう調整し、前記リフレクタの最適な位置を決める位置調整工程と、前記位置調整工程にて決められたフレーム部とリフレクタの位置関係の状態で、前記フレーム部の有する突起部を加熱加圧変形させ、前記リフレクタの外周部に有する斜面と接合する加熱加圧工程とを備えていることを特徴とする光源装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明によれば、リフレクタのフレーム部への固定は、リフレクタの対向する外周部に加熱加圧作用で接合を行うことが可能であり、リフレクタを光束が射出される方向から見た形状が、リフレクタの対向する外周部を残して矩形状に切断されているため、集光効率を著しく低下することなく、光源装置を小型化することが可能になる。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の光源装置の製造方法では、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この発光管が固定され、この発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出するリフレクタと、このリフレクタを固定する樹脂性材料からなるフレーム部を備えた光源装置を製造する製造方法であって、前記フレーム部を外形基準で固定し、発光管と一体になったリフレクタを、そのフレーム部とは摺接可能な状態で設置する部材設置工程と、前記発光管が発した光が、前記リフレクタの反射面で反射して光束を生成する光束生成工程と、前記光束生成工程で生成された光束が集光素子を介して照度測定装置に入り、照度測定される照度検出工程と、前記フレーム部に対するリフレクタの相対位置を、前記照度検出工程から得られる照度測定値が略最大となるよう調整し、前記リフレクタの最適な位置を決める位置調整工程と、前記位置調整工程にて決められたフレーム部とリフレクタの位置関係の状態で、前記フレーム部と前記リフレクタを加熱加圧変形させ接合する加熱加圧工程とを備えていることを特徴とする。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
前述したダイクロイックミラー３１により分離された赤色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６、３８及び反射ミラー３７、３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。尚、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、照明光軸に対して平行な光束に変換するために設けられている。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
前述のような第１実施形態によれば、次のような効果がある。
(1)ランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２は加熱加圧作用による接合であるため、バネ部品等による押さえによる固定方法に比べて、部品点数が少なく組立てコストを低減することができる。
(2)さらに、ランプフレーム１５の外形基準で良好な集光効率を得られるように調整して固定されているため、ランプフレーム１５の光源装置１０への組込みは、ランプフレーム１５の外形基準を使用して行えば良く、ランプフレーム１５を組込んだ状態において、光源装置１０の光軸と略一致した状態になっている。これにより、光源装置１０内でのランプフレーム１５の位置調整は不要であり、効率の良い組立てが可能となる。
(3)ランプフレーム１５と楕円リフレクタ１２の加熱加圧作用による接合作業において、加熱加圧治具２０４を解除した段階で、接合は既に完了しており、接着剤接合に必要な凝固時間等が必要ないことから、生産性が向上する。
(4)さらに、接着剤による接合に比べ、作業時に換気等に気を使う必要もないため、クリーンで安全性が高い。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構造を表す模式図。
【図２】前記実施形態における光源装置の構造を表す概要斜視図。
【図３】前記実施形態における光源装置の光束射出の作用を説明するための断面図。
【図４】前記実施形態における光源装置の製造装置を現す模式図。
【図５】前記実施形態における光源装置の構造を表す概略図。
【図６】前記実施形態における光源装置の製造手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光源装置の構造を表す概略図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光源装置の製造装置を現す模式図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、１０…光源装置、１１…発光管、１２…楕円リフレクタ、１５…ランプフレーム、１１１…発光部、１２２…反射部、１２４…傾斜面、１５５…突起部、２０４…加熱加圧治具


【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004335220.tif 000011