(57)【要約】【課題】簡単な機構であり、かつ、光源ランプと光学エンジンとの光軸合わせを容易に行えるようにするランプユニット、ランプハウス、および、これらを搭載した画像表示装置を提供する。【解決手段】ランプハウス１０に収納されるランプユニット２０は、光源ランプの光軸と略一致する中心軸を有する円状の放射窓２２ａとこの周縁に配置された環状の嵌合部２２ｂとが形成されるランプホルダを、ばねで付勢した状態で配置し、ランプハウス１０へランプユニット２０が収納される場合、ランプハウスの嵌合凸部２２ｂが嵌合凹部に嵌め合わされて光軸合わせとともに固定されるようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源ランプと、
光源ランプが収納されるユニットケースと、
光源ランプの光軸と略一致する中心軸を有する円状の放射窓と、この放射窓の周縁に配置された環状の嵌合部とが形成され、光源ランプを保持するランプホルダと、
を備えることを特徴とするランプユニット。
【請求項２】
請求項１記載のランプユニットにおいて、
ユニットケースとランプホルダとに連結され、光源ランプの光の照射方向と略同一方向にランプホルダを付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とするランプユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のランプユニットにおいて、
前記ユニットケースに形成され、ランプユニットの装着位置の誘導に用いられる被誘導部を備えることを特徴とするランプユニット。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のランプユニットにおいて、
前記ユニットケースは直方体状に形成され、前記光源ランプの光軸がユニットケースの一面の面心を通過するように設けられることを特徴とするランプユニット。
【請求項５】
請求項１に記載のランプユニットが装着されるランプハウスであって、
ランプユニットのランプホルダの環状の嵌合部が嵌め合わされる被嵌合部を少なくとも備え、
ランプユニットが所定位置に装着された場合、ランプホルダの嵌合部が被嵌合部に嵌め合わされて、光源ランプの光軸を所定位置に決定することを特徴とするランプハウス。
【請求項６】
請求項２記載のランプユニットが装着されるランプハウスであって、
ランプユニットのランプホルダの環状の嵌合部が嵌め合わされる被嵌合部を少なくとも備え、
ランプユニットが装着される途中、付勢手段の付勢力により、ランプホルダの嵌合部が被嵌合部に対して従動し、ランプユニットが所定位置に装着された場合、ランプホルダの嵌合部が被嵌合部に嵌め合わされて、光源ランプの光軸を所定位置に決定するとともに付勢力により固定されることを特徴とするランプハウス。
【請求項７】
請求項３記載のランプユニットが装着されるランプハウスであって、
ランプユニットのランプホルダの環状の嵌合部が嵌め合わされる被嵌合部と、ランプユニットの被誘導部が摺動してランプユニットを所定位置へ誘導する誘導部と、
を少なくともを備え、
ランプユニットが装着される場合、被誘導部が誘導部を摺動してランプユニットが所定位置に誘導されるとともに、ランプホルダの嵌合部が被嵌合部に嵌め合わされ、光源ランプの光軸を所定位置に決定することを特徴とするランプユニット。
【請求項８】
画像を投影する画像表示装置であって、
請求項５記載のランプハウスを装置内に備え、請求項１記載のランプユニットがランプハウスに装着されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
画像を投影する画像表示装置であって、
請求項６記載のランプハウスを装置内に備え、請求項２記載のランプユニットがランプハウスに装着されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
画像を投影する画像表示装置であって、
請求項７記載のランプハウスを装置内に備え、請求項３記載のランプユニットがランプハウスに装着されることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置の光源ランプの交換を容易にするランプユニット、このランプユニットが装着されるランプハウス、および、これらを備える画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタは、会議・プレゼンテーションなどビジネス分野で多用されている。近年ではオーバヘッド形のプロジェクタに代えて、ＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）等の反射形表示素子を用いたプロジェクタが利用されている。
近年のこの種のプロジェクタは、例えばパーソナルコンピュータ等に接続可能に構成されたり、または、プロジェクタ自体がフレキシブルディスク・メモリカード等の記憶媒体の読み出し装置を備えるように構成され、プロジェクタがデータを読み込んで各種情報を表示することができる。
【０００３】
さて、このようなプロジェクタで使用するランプは、一般的に、反射鏡付き高輝度ランプ（以下、単に光源ランプという）をランプユニット内に組み付けて使用している。この点について図を参照しつつ説明する。図１３，図１４は従来技術のランプユニットの取り付け構造を説明する説明図である。
【０００４】
図１３，図１４で示すように、ランプユニット１００は、プロジェクタ本体２００の裏側から装着される。この場合、図１３に示すようにランプユニット１００には位置決めピン１０１が、また、図１４に示すようにプロジェクタ本体２００は位置決め孔２０１がそれぞれ設けられており、位置決めピン１０１が位置決め孔２０１に嵌合されて位置決めが行われつつ装着される。
このような位置決めと同時に、ランプユニット１００の内部の図示しない光源ランプの光軸と、プロジェクタ本体２００内部の図示しない光学エンジンの光軸とが一致するように位置決めされる。
【０００５】
また、位置決めの他の例として、光軸調整機構（図示せず）をプロジェクタ本体２００が備える場合にあっては、使用者がこの光軸調整機構を操作して光軸調整を行い、光源ランプと光学エンジンとの光軸を一致させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１３，図１４で示した従来技術では、ランプユニット１００の位置決めピン１０１をプロジェクタ本体２００の位置決め孔２０１に嵌め込む機構（以下、位置決め機構という）を採用しており、この位置決め機構によりランプユニット１００の位置決めを行うと同時に光軸合わせも行っていた。
【０００７】
しかしながら、ランプユニット１００は光軸から離れた位置にある位置決め機構により位置が決定されるため、これら位置決め機構から光軸までにある機械部品の寸法精度を向上させて機械寸法の累積誤差を減少させる必要があった。
この場合、寸法精度を著しく向上させたため、例えば、不良品が増加する、または、組み立て作業に調整作業が必要になるなど、製造コストの増大につながるという問題点があった。
【０００８】
また、他の例として説明した光軸調整機構（図示せず）を使用することも、機械部品が増加して、コスト増加・組み立て作業の複雑化等の要因となっていた。さらに、ランプユニット１００の交換の度に光軸の調整を使用者に強いることは、メンテナンスが複雑となり、好ましくなかった。
【０００９】
本発明は上記のような諸課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡単な機構であり、かつ、光源ランプと光学エンジンとの光軸合わせを容易に行えるようにするランプユニット、ランプハウス、および、これらを搭載した画像表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載のランプユニットによれば、
光源ランプと、
光源ランプが収納されるユニットケースと、
光源ランプの光軸と略一致する中心軸を有する円状の放射窓と、この放射窓の周縁に配置された環状の嵌合部とが形成され、光源ランプを保持するランプホルダと、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載のランプユニットによれば、
請求項１記載のランプユニットにおいて、
ユニットケースとランプホルダとに連結され、光源ランプの光の照射方向と略同一方向にランプホルダを付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３記載のランプユニットによれば、
請求項１または請求項２に記載のランプユニットにおいて、
前記ユニットケースに形成され、ランプユニットの装着位置の誘導に用いられる被誘導部を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４記載のランプユニットによれば、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のランプユニットにおいて、
前記ユニットケースは直方体状に形成され、前記光源ランプの光軸がユニットケースの一面の面心を通過するように設けられることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５記載のランプハウスによれば、
請求項１に記載のランプユニットが装着されるランプハウスであって、
ランプユニットのランプホルダの環状の嵌合部が嵌め合わされる被嵌合部を少なくとも備え、
ランプユニットが所定位置に装着された場合、ランプホルダの嵌合部が被嵌合部に嵌め合わされて、光源ランプの光軸を所定位置に決定することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６記載のランプハウスによれば、
請求項２記載のランプユニットが装着されるランプハウスであって、
ランプユニットのランプホルダの環状の嵌合部が嵌め合わされる被嵌合部を少なくとも備え、
ランプユニットが装着される途中、付勢手段の付勢力により、ランプホルダの嵌合部が被嵌合部に対して従動し、ランプユニットが所定位置に装着された場合、ランプホルダの嵌合部が被嵌合部に嵌め合わされて、光源ランプの光軸を所定位置に決定するとともに付勢力により固定されることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７記載のランプハウスによれば、
請求項３記載のランプユニットが装着されるランプハウスであって、
ランプユニットのランプホルダの環状の嵌合部が嵌め合わされる被嵌合部と、
ランプユニットの被誘導部が摺動してランプユニットを所定位置へ誘導する誘導部と、
を少なくともを備え、
ランプユニットが装着される場合、被誘導部が誘導部を摺動してランプユニットが所定位置に誘導されるとともに、ランプホルダの嵌合部が被嵌合部に嵌め合わされ、光源ランプの光軸を所定位置に決定することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８記載の画像表示装置によれば、
画像を投影する画像表示装置であって、
請求項５記載のランプハウスを装置内に備え、請求項１記載のランプユニットがランプハウスに装着されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９記載の画像表示装置によれば、
画像を投影する画像表示装置であって、
請求項６記載のランプハウスを装置内に備え、請求項２記載のランプユニットがランプハウスに装着されることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０記載の画像表示装置によれば、
画像を投影する画像表示装置であって、
請求項７記載のランプハウスを装置内に備え、請求項３記載のランプユニットがランプハウスに装着されることを特徴とする。
【００２０】
【作用】
同一中心軸（光軸）による中空の円錐台形状の凹凸形状を含む嵌合部および被嵌合部を、ランプユニット側の光源ランプとランプハウス側とにそれぞれ設ける。そして、ランプハウスにランプユニットを装着した場合に、被嵌合部に嵌合部を嵌め合わせて、光軸を一致させる。
嵌合部・被嵌合部は同一中心軸の円錐台形状であるため加工精度が向上する。さらに、最小部品による組み合わせの為、コストダウンになる。
【００２１】
また、ランプホルダは、ランプユニットと連結される付勢手段（例えば、ばね）が取り付けられて、光源ランプは三次元的に動く（特に光軸方向に動く）ようになされているため、ランプユニットの本体への取り付け誤差等に関係なく嵌合部・被嵌合部とが嵌合した時点で光軸が一致する（ずれがない）ようになる。
このため、嵌合部・被嵌合部以外の部品は機械的精度を過剰に向上させる必要がなくなり、コスト低減を実現する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しつつ本発明のランプユニットおよびランプハウスの実施形態について説明する。図１は本実施形態のランプユニットおよびランプハウスを備えるランプハウスユニットの分解斜視図、図２はランプハウスユニットが光学エンジンに取り付けられた状態を示す外観図である。
【００２３】
図１で示すように、ランプハウス１０にランプユニット２０が装着されて、ランプハウスユニット３０となる。このランプハウスユニット３０は、図２で示すように、各種レンズにより光学系が形成される光学エンジン４０に連結され、光学エンジンに光を供給する。
【００２４】
続いてランプユニットおよびランプハウスについてそれぞれ説明する。
図３は本実施形態のランプユニットおよびランプハウスの分解図、図４は本実施形態のランプハウスのランプポジションプレートの構成図、図５は同じくａ部拡大図、図６はランプハウスユニットの側面図、図７は同じくＢ−Ｂ線断面図、図８は同じくＣ−Ｃ線断面図、図９は同じくｂ部拡大図、図１０はランプユニットの光源ランプおよびランプホルダの組み立て図、図１１は同じくｃ部断面図である。
【００２５】
このランプハウス１０は、図３で示すように、ハウス本体１１、ランプポジションプレート１２、誘導凸部（誘導部の一具体例）１３を備えている。
ランプポジションプレート１２は、図４で示すように、入射窓１２ａと、この入射窓１２ａの周縁には、本発明の被嵌合部の具体例である環状凹体の嵌合凹部１２ｂを備えている。ここでいう環状凹体とは、図４，図５で示すように、円錐台形が嵌め込むことが可能な形状の凹部を含むように形成されている。この点については後述する。
使用時において、このランプポジションプレート１２の入射窓１２ａには、図３で示すように、さらに光学系１２ｄが連結される。
【００２６】
ランプユニット２０は、図３，図６で示すような外観を有している。その内部は、図７，図８のランプハウスユニット３０の断面図に含まれて図示されており、ランプユニット２０は、光源ランプ２１、ランプホルダ２２、ばね（付勢手段の一具体例）２３、ユニットケース２４、誘導凹部（被誘導部の一具体例）２５、固定ねじ２６を備えている。
【００２７】
光源ランプ２１は、図１０で示すように、光源ランプ２１の照射面にランプホルダ２２が一体となるように固定されている。このランプホルダ２２は、図１でも示すように、円開口である放射窓２２ａを備えており、この放射窓２２ａの周縁には、中空の円錐台形である嵌合凸部２２ｂが構成されている。
図７で示すように、このランプホルダ２２とユニットケース２４とは、付勢手段の一具体例であるばね２３により連結されており、ランプホルダ２２は矢印ｂ方向に付勢されている。
このばね２３により、ランプホルダ２２と光源ランプ２１とは、矢印ｂ・ｃ方向に移動するようになる。
【００２８】
ユニットケース２４には、さらに、被誘導部の一具体例である誘導凹部２５が設けられている。ランプユニット２０がランプハウス１０へ装着される場合に、誘導凹部２５がランプハウス１０の誘導凸部１３を摺動して、ランプユニット２０は誘導され、装着されるランプユニット２０のランプハウス１０内における位置を決定する。
固定ねじ２６は、図１，図３で示すように、ハウス本体１１のねじ孔１１ａに螺挿されて、ランプユニット２０をランプハウス１０に固定するようになされている。
【００２９】
続いて、ランプハウス１０にランプユニット２０を装着する場合の光軸合わせについて図を参照しつつ説明する。
図１で示すように、ランプハウス１０の直上からランプユニット２０を矢印ａ方向に下降させて、ランプユニット１０を装着する。この際、図７、図８で示すようにランプユニット２０の誘導凹部２５が、ランプハウス１０の誘導凸部１３を摺動するため、ランプユニット２０に対してランプユニット１０は所定の位置へ導かれる。
【００３０】
このような装着途中にあって、嵌合凹部１２ｂと嵌合凸部２２ｂとは接触し、適宜移動しつつ、最終的に嵌め合わされる。この点について図１２を参照しつつ説明する。図１２は嵌合凹部２２ｂと嵌合凸部１２ｂとによる位置決めを説明する説明図である。なお、図１２において、嵌め合わせの説明のみに重点を置くため、嵌合凹部２２ｂと嵌合凸部１２ｂとを簡略して図示している。
【００３１】
まず、図１２（ａ）で示すように、ランプユニット１０が下降するとともに嵌合凸部２２ｂも矢印ｄ方向に下降してくる。そして、図１２（ｂ）で示すように、嵌合凸部２２ｂの傾斜部２２ｃ（図１１参照）と、嵌合凹部１２ｂの傾斜部１２ｃ（図５参照）が接触するが、ばね２３の付勢力に抗して、矢印ｅ方向（図７の矢印ｃ方向と同一である）に嵌合凸部２２ｂが移動しつつ、矢印ｆ方向に下降する。
【００３２】
続いて、図１２（ｃ）で示すように、嵌合凹部１２ｂのａ面（図５参照）上を嵌合凸部２２ｂのｂ面（図１１参照）が滑りつつ移動する。この場合、ばね２３により嵌合凹部１２ｂと嵌合凸部２２ｂとは強固に密接するが、滑らないということはない。
【００３３】
そして、中心軸が略一致する程度にまで移動すると、図１２（ｄ）で示すように、ばね２３の作用により嵌合凹部１２ｂの内部に嵌合凸部２２ｂが移動して嵌め込まれ、さらに矢印ｈ方向にばね力が加わって固定される。この場合、円錐台形状の嵌合凸部２２ｂが、円錐台形状の円錐凹部１２ｂに嵌め込まれる（図９参照）とともに中心軸がほぼ一致する。
【００３４】
このような構成を採用すると、光軸合わせで特に重要な部品はランプホルダとランプポジションプレートのみとなり、他の部品（ハウス本体等）は機械的精度が従来より低くても良い。これにより、各部品の機械的な精度が従来よりも低くても、累積誤差等を考慮する必要がなく、製造コストを抑制することができる。
【００３５】
なお、ユニットケース２４は直方体状に形成され、前記光源ランプの光軸は、ユニットケース２４の一面である長方形・正方形の対角線の交点である面心を通過するように形成されている。
このため、例えば、ランプポジションプレート１２は図４で示すように対称的な構成が可能となり、ランプポジションプレート１２をハウス本体１１に取り付けるような場合でも取り付け方向が制約されることはない。
【００３６】
そして、このようなランプハウス１０は、画像表示装置（例えば、図１３，図１４で示すようなプロジェクタである）の本体内に光学エンジンと固定されて一体に設けられる。そして、ランプユニット２０をランプハウス１０内に装着して使用される。
このような使用形態は周知であって詳述を省略するが、ランプユニットを交換する画像表示装置に適用が可能である。
【００３７】
以上本実施形態について説明した。なお、本実施形態では種々の変形が可能である。例えば、上記したような嵌合凹部１２ｂおよび嵌合凸部２２ｂの構成を位置決め手段として採用すれば、図１で示したランプユニット２０を、上側からランプハウス１０へ下降させて収納する形態に代えて、例えば、図３で示すように、ハウス本体１１にランプユニット２０を収容し、最後にランプポジションプレート１２を取り付けるような構成であっても位置決めが可能となる。
【００３８】
また、特に図示しないが、ランプユニットをランプハウスに対して上から装着するのではなく、ランプハウスの左右方向や後方から装着する構造であっても、位置決めしつつ取り付けることが可能である。このように嵌合凹部および嵌合凸部の構成を採用する位置決め手段は、装着方向が限定されないため、機械設計の自由度を高めることも可能である。
【００３９】
さらに、本実施形態ではランプホルダ２２の嵌合部を嵌合凸部とし、また、ランプポジションプレート１２の被嵌合部を嵌合凹部１２ｂとして説明した。しかしながら、この実施形態以外にも、ランプポジションプレート１２が嵌合凸部を、また、ランプホルダ２２が嵌合凹部を有するようにしても良い。
これらは、嵌合部に嵌合凹部・嵌合凸部の一方を採用し、被嵌合部に他方を採用するというものであり、何れの場合も本発明の実施が可能である。
【００４０】
なお、本発明は、ランプハウスを画像表示装置の基準面（例えば水平面や垂直面）に対して所定角度傾けて配置するような構造の画像表示装置にも適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、簡単な機構であり、かつ、光源ランプと光学エンジンとの光軸合わせを容易に行えるようにするランプユニット、ランプハウス、および、これらを搭載した画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のランプユニットおよびランプハウスを備えるランプハウスユニットの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態のランプハウスユニットが光学エンジンに取り付けられた状態を示す外観図である。
【図３】本発明の実施形態のランプユニットおよびランプハウスの分解図である。
【図４】本発明の実施形態のランプハウスのランプポジションプレートの構成図である。
【図５】本発明の実施形態のランプハウスのランプポジションプレートのａ部拡大図である。
【図６】ランプハウスユニットの側面図である。
【図７】ランプハウスユニットのＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】ランプハウスユニットのＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】ランプハウスユニットのｂ部拡大図である。
【図１０】ランプユニットの光源ランプおよびランプホルダの組み立て図である。
【図１１】ランプユニットの光源ランプおよびランプホルダのｃ部断面図である。
【図１２】嵌合凹部と嵌合凸部とによる位置決めを説明する説明図である。
【図１３】従来技術のランプユニットの取り付け構造を説明する説明図である。
【図１４】従来技術のランプユニットの取り付け構造を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０　　　　　ランプハウス
１１　　　　　ハウス本体
１１ａ　　　ねじ孔
１２　　　　　ランプポジションプレート
１２ａ　　　入射窓
１２ｂ　　　嵌合凹部
１２ｃ　　　傾斜部
１２ｄ　　　光学系
１３　　　　　誘導凸部
２０　　　　　ランプユニット
２１　　　　　光源ランプ
２２　　　　　ランプホルダ
２２ａ　　　放射窓
２２ｂ　　　嵌合凸部
２２ｃ　　　傾斜部
２３　　　　　ばね
２４　　　　　ユニットケース
２５　　　　　誘導凹部
２６　　　　　固定ねじ
３０　　　　　ランプハウスユニット
４０　　　　　光学エンジン
１００　　　　ランプユニット
１０１　　　　位置決めピン
２００　　　　プロジェクタ本体
２０１　　　　位置決め孔
【図１】
2004012912.tif 000003
【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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【図１３】
2004012912.tif 000015
【図１４】
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