(57)【要約】【課題】光源を基材に取り付けた後でも光源の光軸を後段の光軸に正確に合わせることができるようにすること。【解決手段】本発明は、光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂと、光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂに取り付けられる冷却フィン１０１１と、光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの光軸方向に沿った位置決めを行う基材１０１０と、冷却フィン１０１１を基材１０１０との間に挟持して固定する押さえ板１０２０と、光源の光軸と直交する２軸のうち第１の軸の方向に沿った位置を調整するため基材１０１０に回転軸が挿入され冷却フィン１０１１の端部にカムが当接する第１の偏芯カムと、光源の光軸と直交する２軸のうち前記第１の軸と直交する第２の軸の方向に沿った位置を調整するため冷却フィン１０１１に回転軸が挿入され押さえ板１０２０の端部にカムが当接する第２の偏芯カムとを備える光源装置１０１である。【選択図】図３
2009058726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源に取り付けられる冷却手段と、
前記光源の光軸方向に沿った位置決めを行う基材と、
前記冷却手段を前記基材との間に挟持して固定する押さえ板と、
前記光源の光軸と直交する２軸のうち第１の軸の方向に沿った位置を調整するため前記基材に回転軸が挿入され前記冷却手段の端部にカムが当接する第１の偏芯カムと、
前記光源の光軸と直交する２軸のうち前記第１の軸と直交する第２の軸の方向に沿った位置を調整するため前記冷却手段に回転軸が挿入され前記押さえ板の端部にカムが当接する第２の偏芯カムと
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
複数の前記光源を備えており、各光源に対応して前記冷却手段、前記押さえ板、前記第１の偏芯カムおよび前記第２の偏芯カムが設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
光源装置と、
前記光源装置から照射された光を複数の色に分光して、各色に対応した表示素子へ導き、各表示素子で変調された光を合成する光学ユニットと、
前記光学ユニットによって合成された光を投射する投射光学系とを備える表示装置において、
前記光源装置は、
光源と、
前記光源に取り付けられる冷却手段と、
前記光源の光軸方向に沿った位置決めを行う基材と、
前記冷却手段を前記基材との間に挟持して固定する押さえ板と、
前記光源の光軸と直交する２軸のうち第１の軸の方向に沿った位置を調整するため前記基材に回転軸が挿入され前記冷却手段の端部にカムが当接する第１の偏芯カムと、
前記光源の光軸と直交する２軸のうち前記第１の軸と直交する第２の軸の方向に沿った位置を調整するため前記冷却手段に回転軸が挿入され前記押さえ板の端部にカムが当接する第２の偏芯カムとを備える
ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却手段が光源に取り付けられた光源装置およびこの光源装置を用いて表示素子に光を照射し投影像を生成する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の投射型の表示装置は、光源から出射した光をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色に分光し、各色所定の経路で各々対応した表示素子（液晶パネル等）に導いて変調を行い、合成プリズムで合成した後、投射光学系を介してスクリーン上に拡大投射している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、表示素子に光を入射する光源装置には発光源となる光源が設けられており、この光源には発熱を抑制するための冷却フィン等の冷却手段が設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３３３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、冷却手段が取り付けられた光源は重量が増しているため、光源の光軸を投射レンズの光軸に合わせるために基材に正確に位置合わせするのが困難である。特に、ＬＥＤやレーザといった単色光源をＲＧＢに対応させて複数備える光源装置では、各色の光源を各々基材に正確に取り付ける必要があり、投射レンズとの位置関係から基材に光源を取り付けた後に各光源独立して位置調整を行う必要がある。このような位置調整は非常に困難となっている。
【０００６】
したがって、本発明は、光源を基材に取り付けた後でも簡単な機構によって正確に位置調整を行うことができる光源装置および表示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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために成されたものである。すなわち、本発明は、光源と、光源に取り付けられる冷却手段と、光源の光軸方向に沿った位置決めを行う基材と、冷却手段を基材との間に挟持して固定する押さえ板と、光源の光軸と直交する２軸のうち第１の軸の方向に沿った位置を調整するため基材に回転軸が挿入され冷却手段の端部にカムが当接する第１の偏芯カムと、光源の光軸と直交する２軸のうち前記第１の軸と直交する第２の軸の方向に沿った位置を調整するため冷却手段に回転軸が挿入され押さえ板の端部にカムが当接する第２の偏芯カムとを備える光源装置である。
【０００８】
このような本発明では、光源が基材に取り付けられることで光軸方向に沿った位置決めが行われる。また、光源は冷却手段が押さえ板によって基材に挟持されていることから、光軸と直交する２軸に沿った方向は、第１の偏芯カムおよび第２の偏芯カムによって基材上に沿って微動できることになる。
【０００９】
また、本発明は、光源装置と、光源装置から照射された光を複数の色に分光して、各色に対応した表示素子へ導き、各表示素子で変調された光を合成する光学ユニットと、光学ユニットによって合成された光を投射する投射光学系とを備える表示装置において、光源装置が、光源と、光源に取り付けられる冷却手段と、光源の光軸方向に沿った位置決めを行う基材と、冷却手段を基材との間に挟持して固定する押さえ板と、光源の光軸と直交する２軸のうち第１の軸の方向に沿った位置を調整するため基材に回転軸が挿入され冷却手段の端部にカムが当接する第１の偏芯カムと、光源の光軸と直交する２軸のうち前記第１の軸と直交する第２の軸の方向に沿った位置を調整するため冷却手段に回転軸が挿入され押さえ板の端部にカムが当接する第２の偏芯カムとを備える表示装置である。
【００１０】
このような本発明では、光源装置における光源が基材に取り付けられることで光軸方向に沿った位置決めが行われる。また、光源は冷却手段が押さえ板によって基材に挟持されていることから、光軸と直交する２軸に沿った方向は、第１の偏芯カムおよび第２の偏芯カムによって基材上に沿って微動できることになる。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、本発明によれば、光源を基材に取り付けた状態で光軸と直交する２軸の方向に沿って微調整することができ、冷却手段の付いた光源を基材に取り付けた後でも光源の光軸を後段の光軸に正確に合わせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
【００１３】
（表示装置：リアプロジェクタ）
図１は、本実施形態の光源装置が適用される表示装置の一例であるリアプロジェクタを説明する模式図である。このリアプロジェクタは、筐体内に配置される液晶プロジェクタ１０００と、反射ミラー１００１と、スクリーンＳを備える構成となっている。
【００１４】
リアプロジェクタの主要部である液晶プロジェクタ１０００は、プリズムブロックの周囲に表示素子（液晶パネル：液晶表示装置）が取り付けられた光学ユニット１０００Ｕを備えており、光源装置から出射された光を光学ユニット１０００Ｕで映像に変調し、投射して反射ミラー１００１で反射させ、スクリーンＳの裏面から投影している。
【００１５】
本実施形態では、この液晶プロジェクタ１０００に設けられる光源を備えた光源装置において、ＲＧＢの各色に対応した複数の単色光源を基材に取り付けた状態で、正確に光軸合わせできる構成となっている。
【００１６】
（表示装置：液晶プロジェクタ）
図２は、本実施形態に係る光源装置が適用される液晶プロジェクタの構成を説明する模式図である。液晶プロジェクタ１０００は、主として図１に示すリアプロジェクタに適用されるものであるが、フロントプロジェクタ等、他の装置にも適用可能である。
【００１７】
すなわち、液晶プロジェクタ１０００は、光源装置１０１、レンズ部１０２、ダイクロイック色分離フィルタ１０３、ビームスプリッタ１０４ｒ、１０４ｇ、１０４ｂ、液晶表示装置１ｒ、１ｇ、１ｂ、光学補償板１０ｒ、１０ｇ、１０ｂ、駆動回路１０５ｒ、１０５ｇ、１０５ｂ、プリズム（ダイクロイックミラー）１０６および投射レンズ１０７を備えた構成となっている。
【００１８】
このシステムでは、光源装置１０１から出射した光をレンズ部１０２からダイクロイック色分離フィルタ１０３に送り、ここで２方向へ分離する。２方向へ分離された光は、全反射ミラー１０８、１０９、ビームスプリッタ１０４ｒ、１０４ｇ、１０４ｂ、ダイクロイックミラー１１０、プリズム１０６によってＲ（RED）、Ｇ（GREEN）、Ｂ（BLUE）３色に対応した反射型の液晶表示装置１ｒ、１ｇ、１ｂから成る表示部に各々送られる。
【００１９】
例えば、Ｒ（RED）に対応した液晶表示装置１ｒには、ダイクロイック色分離フィルタ１０３から全反射ミラー１０８、ビームスプリッタ１０４ｒ、光学補償板１０ｒを介して光源装置１０１からの光が入射し、Ｇ（GREEN）に対応した液晶表示装置１ｇには、ダイクロイック色分離フィルタ１０３から全反射ミラー１０８、ダイクロイックミラー１１０およびビームスプリッタ１０４ｇ、光学補償板１０ｇを介して光源装置１０１からの光が入射し、Ｂ（BLUE）に対応した液晶表示装置１ｂには、ダイクロイック色分離フィルタ１０３から全反射ミラー１０９、ビームスプリッタ１０４ｂ、光学補償板１０ｂを介して光源装置１０１からの光が入射する。
【００２０】
各液晶表示装置１ｒ、１ｇ、１ｂは、ダイクロイックミラーであるプリズム１０６の複数の面に各々対応する状態で、ビームスプリッタ１０４ｒ、１０４ｇ、１０４ｂを介して設けられている。また、各液晶表示装置１ｒ、１ｇ、１ｂは各々対応する駆動回路１０５ｒ、１０５ｇ、１０５ｂによって駆動され、入射した光を液晶層で映像にして反射し、プリズム１０６によって合成して投射レンズ１０７に送る。これにより、Ｒ（RED）、Ｇ（GREEN）、Ｂ（BLUE）３色に対応した映像が図示しないスクリーンに投影され、カラー画像として再現されることになる。
【００２１】
なお、図２に示す液晶プロジェクタは光源装置１０１から出射された光を各液晶表示装置１ｒ、１ｇ、１ｂで反射して変調する反射型の液晶プロジェクタであるが、光を各液晶表示装置１ｒ、１ｇ、１ｂで透過して変調する透過型の液晶プロジェクタであっても適用可能である。
【００２２】
（光学ユニット）
本実施形態に係る光学ユニット１０００Ｕは、例えば、図２に示す液晶プロジェクタ１０００の構成のうち、フライアイレンズ１１０を含むレンズ部１０２と、ダイクロイック色分離フィルタ１０３、全反射ミラー１０８、１０９、ダイクロイックミラー１１０、光学補償板１０ｒ、１０ｇ、１０ｂ、各表示デバイス（液晶表示装置１ｒ、１ｇ、１ｂ）、および各表示デバイスに対応する各ビームスプリッタ１０４ｒ、１０４ｇ、１０４ｂの組み合わせから成るものである。なお、これ以外の組み合わせであっても光学ユニット１０００Ｕとして構成可能である。
【００２３】
（光源装置）
図３は、本実施形態に係る光源装置を説明する模式斜視図である。光源装置１０１は、光学ユニット１０００Ｕの後方に接続されており、光学ユニット１０００Ｕに向けて光を照射して、光学ユニット１０００Ｕの前方に配置される投射レンズ１０７から映像を投影できるようになっている。
【００２４】
本実施形態で適用される光源装置１０１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色に対応して各々別個の光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂが基材１０１０に取り付けられた構成となっている。光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂとしては、ＬＥＤやレーザが用いられている。
【００２５】
ＬＥＤやレーザを光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂとして用いる場合、特に高出力型のものでは光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂに冷却フィン１０１１等の冷却手段が取り付けられている。本実施形態では、ＬＥＤやレーザの素子の背面に冷却フィン１０１１が取り付けられており、ここから放熱できるようになっている。
【００２６】
各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、冷却フィン１０１１を介して基材１０１０に取り付けられている。すなわち、冷却フィン１０１１に予め設けられたフランジ部を基材１０１０と押さえ板１０２０との間で挟持して、基材１０１０の基準面に冷却フィン１０１１を当接し、光軸方向に沿った位置決めと固定とを行っている。
【００２７】
本実施形態では、３つの光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの各々について、冷却フィン１０１１の左右端を２つの押さえ板１０２０によって基材１０１０に固定している。具体的には、光源１０１Ｒと光源１０１Ｇとを一緒に左右２つの押さえ板１０２０で固定し、光源１０１Ｂを左右２つの押さえ板１０２０で固定している。
【００２８】
図４は、光源装置の模式斜視図、図５は、光源装置の模式側面図である。３つの光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、図中縦に並べた状態で配置されており、先に説明した押さえ板１０２０によって基材１０１０の基準面に取り付けられている。押さえ板１０２０はボルトによって基材１０１０側に締め付けられ、この締め付けによって各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの冷却フィン１０１１のフランジ部が基材１０１０と押さえ板１０２０との間に挟み込まれる。これにより、光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂが基材１０１０に固定される状態となる。したがって、この押さえ板１０２０を固定するボルトの締め具合によって光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの固定強度を設定できる。
【００２９】
図６は、光源装置の模式背面図である。基材１０１０の背面は枠型となっており、枠内に光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを配置することで正面側へ光を出射する。基材背面の枠部分は基準面となっており、この基準面に各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの冷却フィン１０１１を取り付けることにより、各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの光軸方向に沿った位置決めを行っている。
【００３０】
光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを基材１０１０に固定するには、冷却フィン１０１１の取り付けられた光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを基材１０１０の枠内の所定位置に配置し、冷却フィン１０１１のフランジ部を基材１０１０の枠部分の基準面に当接する。そして、この状態で押さえ板１０２０によって冷却フィン１０１１のフランジ部を押さえ、ボルトＢで押さえ板１０２０を基材１０１０に固定する。これにより、押さえ板１０２０と基材１０１０との間に冷却フィン１０１１のフランジ部を挟持して固定できる状態となる。
【００３１】
本実施形態では、Ｒ用の光源１０１ＲとＧ用の光源１０１Ｇとを左右一組の押さえ板１０２０で固定し、Ｂ用の光源１０１Ｂを左右一組の押さえ板１０２０で固定している。図７（ａ）は、図６のａ−ａ線断面図である。ボルトＢは押さえ板１０２０を貫通し、基材１０１０でネジ止めされている。これにより、ボルトＢの締め付けによって押さえ板１０２０を介した冷却フィン１０１１の基材１０１０への固定が可能となる。
【００３２】
また、本実施形態においては、光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの光軸と直交する２軸のうち第１の軸の方向（図中ｘ方向）に沿った位置を調整するため基材１０１０に回転軸が挿入され冷却フィン１０１１の端部にカムが当接する第１の偏芯カムＣ１と、光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの光軸と直交する２軸のうち前記第１の軸と直交する第２の軸の方向（図中ｙ方向）に沿った位置を調整するため冷却フィン１０１１に回転軸が挿入され押さえ板１０２０の端部にカムが当接する第２の偏芯カムＣ２とを備えている。
【００３３】
第１の偏芯カムＣ１および第２の偏芯カムＣ２は、各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂに対応して各々独立に設けられており、各偏芯カムＣ１、Ｃ２によって各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂをｘ、ｙの各々の方向に沿って独立して微調整できるようになっている。
【００３４】
図７（ｂ）は、図６のｂ−ｂ線断面図である。第１の偏芯カムＣ１は、押さえ板１０２０の切り込み部に押さえ板１０２０と干渉しないよう配置され、回転軸が基材１０１０に挿入されている。そして、カム部が冷却フィン１０１１の端部に当接するよう設けられている。これにより、カム部の回転によって冷却フィン１０１１をｘ軸方向に押圧できることになる。
【００３５】
図７（ｃ）は、図６のｃ−ｃ線断面図である。第２の偏芯カムＣ２は、押さえ板１０２０の切り込み部で冷却フィン１０１１のフランジ部に回転軸が挿入された状態で配置される。そして、カム部が押さえ板の切り込み部の端部に当接するよう設けられている。これにより、カム部の回転によって押さえ板１０２０の切り込み部の端部を押圧し、その反作用で冷却フィン１０１１をｙ軸方向に移動できることになる。
【００３６】
図８は、偏芯カムの模式斜視図である。偏芯カムＣ１、Ｃ２は、回転軸とカム部とから構成され、円筒形のカム部の中心からずれた位置に回転軸の中心が設けられたものである。回転軸は筒状となっており、先端にＣ型クリップ等の抜け止めを取り付ける溝が設けられている。この回転軸を中心としてカム部を回転させることで、カム部の当接する対象物がカム作用によって移動できるようになる。
【００３７】
ここで、各偏芯カムＣ１、Ｃ２の回転による光源の移動について、図６に基づき説明する。なお、各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂにおいて偏芯カムＣ１、Ｃ２の回転による動作は同じであるため、以下においては光源１０１Ｒを代表としてその移動を説明する。
【００３８】
光源１０１Ｒについては、第１の偏芯カムＣ１が図中左側に設けられており、回転軸が基材１０１０に挿入され、カム部が光源１０１Ｒの冷却フィン１０１１の図中左側端面に当接している。
【００３９】
したがって、第１の偏芯カムＣ１のカム部を回転させると、回転軸からカム部の冷却フィン１０１１との当接位置までの距離が変化し、冷却フィン１０１１をｘ軸方向に移動させることができる。光源１０１Ｒの位置調整を行うには、押さえ板１０２０の固定用のボルトＢを僅かに緩めた状態で第１の偏芯カムＣ１を回転させる。これにより、冷却フィン１０１１を介して光源１０１Ｒがｘ軸方向に移動できるようになる。光軸調整は、光源１０１Ｒから光を出射した状態で、後段の光学ユニットや投射レンズの光軸との調整を行う。そして、調整が完了した状態で押さえ板１０２０の固定用のボルトＢを締め、確実な固定を行う。
【００４０】
また、第２の偏芯カムＣ２は、冷却フィン１０１１の左右のフランジ部に各々設けられている。第２の偏芯カムＣ２の回転軸は冷却フィン１０１１のフランジ部に挿入され、カム部は押さえ板１０２０のｘ軸方向に沿って設けられた切り込み部分に当接している。
【００４１】
したがって、第２の偏芯カムＣ２のカム部を回転させると、回転軸からカム部の押さえ板１０２０との当接位置までの距離が変化し、押さえ板１０２０に対して冷却フィン１０１１がｙ軸方向に移動する状態となる。光源１０１Ｒの位置調整を行うには、押さえ板１０２０の固定用のボルトＢを僅かに緩めた状態で第２の偏芯カムＣ２を回転させる。これにより、押さえ板１０２０を基準に冷却フィン１０１１を介して光源１０１Ｒがｙ軸方向に移動できるようになる。光軸調整は、光源１０１Ｒから光を出射した状態で、後段の光学ユニットや投射レンズの光軸との調整を行う。そして、調整が完了した状態で押さえ板１０２０の固定用のボルトＢを締め、確実な固定を行う。
【００４２】
このように、光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを冷却フィン１０１１を介して押さえ板１０２０により基材１０１０に挟持して固定し、上記説明した偏芯カムＣ１、Ｃ２を用いることによって、各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを基材１０１０に取り付けた状態でｘ、ｙ方向に微調整でき、実際の製品に光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを組み込んだ状態で正確な光軸合わせを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係る表示装置の一例であるリアプロジェクタを説明する模式図である。
【図２】本実施形態に係る表示装置の一例である液晶プロジェクタの例を示す模式図である。
【図３】本実施形態に係る光源装置を説明する模式斜視図である。
【図４】光源装置の模式斜視図である。
【図５】光源装置の模式側面図である。
【図６】光源装置の模式背面図である。
【図７】固定用のボルト、偏芯カムの近傍の断面図である。
【図８】偏芯カムの模式斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…液晶表示装置、１０…光学補償板、１００…光学部品、１０１…光源装置、１０１Ｒ…光源、１０１Ｇ…光源、１０１Ｂ…光源、１０２…レンズ部、１０００…液晶プロジェクタ、１０１０…基材、１０２０…押さえ板、１０００Ｕ…光学ユニット、Ｃ１…第１の偏芯カム、Ｃ２…第２の偏芯カム
【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１】
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