(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプからの光を液晶パネルを備えたプロジェクタ光学系に導光して前記液晶パネルの透過光を投影する液晶プロジェクタに用いるもので、前記ランプを収納しランプ交換の際に交換単位とするランプユニットにおいて、ランプ取付け窓を有するＬ字状部材からなるランプ保持部と、ランプ保持部固定ネジ穴を有しランプ保持部が載置されるベース部と、ランプおよび前記ランプ保持部を覆うように前記ベース部に固定されるランプユニット取り付け部とを有し、前記ランプ保持部あるいは前記ベース部の当接面のいずれか一方に垂設された光軸調整用回転軸を介して両者を回動自在に連結すると共に、ランプ保持部の底面で前記光軸調整用回転軸の同心円上に設けられ、この同心円の円周方向に伸びた円弧状長穴により、前記ベース部の該円弧状長穴内に位置する前記ランプ保持部固定ネジ穴の箇所に螺着したランプ保持部固定ネジに対してランプ保持部を前記光軸調整用回転軸を中心にして回動させて所望の角度に固定する構造を有することを特徴とするランプユニット。
【請求項２】
ランプからの光を液晶パネルを備えたプロジェクタ光学系に導光して前記液晶パネルの透過光を投影する液晶プロジェクタに用いるもので、前記ランプを収納しランプ交換の際に交換単位とするランプユニットにおいて、ランプ取付け窓を有する側壁付きＬ字状部材の該側壁上部に光軸調整用切り欠きを設けたランプ保持部と、ランプ保持部固定ネジ穴を有しランプ保持部が載置されるベース部と、ランプおよび前記ランプ保持部を覆うように前記ベース部に固定され、前記光軸調整用切り欠きと対応する位置には光軸調整用窓が設けられ、天井部には前記ランプ保持部固定ネジ穴の位置に対応したドライバー挿入孔が設けられたランプユニット取り付け部とを有し、前記ランプ保持部あるいは前記ベース部の当接面のいずれか一方に垂設された光軸調整用回転軸を介して両者を回動自在に連結すると共に、ランプ保持部の底面で前記光軸調整用回転軸の同心円上に設けられ、この同心円の円周方向に伸びた円弧状長穴により、前記ベース部の該円弧状長穴内に位置する前記ランプ保持部固定ネジ穴の箇所に螺着したランプ保持部固定ネジに対してランプ保持部を前記光軸調整用回転軸を中心にして回動させて所望の角度に固定する構造を有し、光軸調整の際、前記ランプユニット取付部の光軸調整用窓から前記ランプ保持部の光軸調整用切り欠きを押圧してこのランプ保持部を回動させて光軸を調整した後、前記ドライバー挿入孔から前記ベース部のランプ保持部固定ネジを緊締することを特徴とするランプユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶プロジェクタ装置のランプユニットに係り、特に、ランプ光軸調整機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号により駆動された液晶パネルに光を照射し、映像信号で変調された透過光をスクリーン上に投影する液晶プロジェクタがある。このプロジェクタの液晶パネルに光を照射するための光源としてランプを使用するが、使用されるランプの特性には、点光源に近く、高輝度、高光効率が求められる。この特性に応える小型で高性能な高圧水銀ランプが開発され、液晶プロジェクタの小型化、高輝度化に貢献した。
【０００３】
ところで、どのようなランプにも寿命があり、点灯時間経過とともに徐々に輝度が低下してくる。実用上の明るさが不足してきた時点を寿命としているが、例えば液晶プロジェクタで使用する１５０Ｗの高圧水銀ランプの場合、点灯累計約１５００時間（４Ｈ／日、２００日／年として約２年）程度の寿命を有する。液晶プロジェクタの使用頻度にもよるが、２〜５年使用するとランプ交換の必要が生じることになる。
【０００４】
液晶プロジェクタの場合のランプ交換は、フィルムプロジェクタ用ランプや室内照明用蛍光ランプのように単に付け替えるだけでは済まない。液晶プロジェクタの場合、ランプ光軸とプロジェクタ光学系光軸が精度よく合わないと照度の低下や色むらの原因になってしまうためである。
図６にランプユニットを含む液晶プロジェクタの光学系の例を示す。図において、６１はリフレクタ付きランプ、６２はランプ保持部、６３はランプ光軸、６４はランプを固定するスプリング、６５はリフレクタ基準面とランプ保持部６２の間に４角の内２〜３個所設けたスペーサ、６６はランプユニット取付部、６７はプロジェクタ光学系、６８はプロジェクタ光学系光軸、６９は偏光変換素子である。
また、リフレクタ付きランプ６１は図７に示すように、発光源であるランプバルブ７１と、その後端と先端に取り付けた電極７２，７３と、発光源からの光を反射、集束させるリフレクタ７４を有しており、ランプバルブ７１とリフレクタ７４はＡ部分７５でセメントにより固着された構造になっている。
従来、プロジェクタ光学系光軸６８とランプ光軸６３は、リフレクタ７４の基準面７６を介して位置決めしている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現状ではＡ部分７５の固着精度にはバラツキがあり、交換後のランプと交換前のランプとではリフレクタ７４の基準面７６から見た両ランプの光軸は全く同じではないという問題がある。
その問題解決のため、リフレクタ７４の基準面７６にスペーサ６５を挿入し、光学系との光軸調整を行なっている。しかし、この方法では光軸調整がスペーサ６５の厚さで制限され連続的な調整が出来ないことと、スペーサ６５挿入のためにランプユニットをプロジェクタ光学系６７から取外す必要があり、調整が困難で時間を要するという問題があった。
【０００６】
また、別の方法として、ランプ取付部の角度を調整して光軸を合わせる手段も考えられるが、初回の光軸調整は行なえても、ランプを交換した場合には再調整を行なわなければならず、やはり、調整が困難で時間を要するという問題があった。上記のように光軸調整が困難であることは、エンドユーザーでのランプ交換を難しくするという問題でもあった。本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プロジェクタ光学系本体からランプユニットを外すことなく、予め調整治具として用意されたプロジェクタ光学系光軸とランプ光軸とを容易に合わせることができ、予め光軸調整済みのランプユニットを供給することを可能にする液晶プロジェクタ装置のランプユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１のランプユニットは、ランプからの光を液晶パネルを備えたプロジェクタ光学系に導光して前記液晶パネルの透過光を投影する液晶プロジェクタに用いるもので、前記ランプを収納しランプ交換の際に交換単位とするランプユニットにおいて、ランプ取付け窓を有するＬ字状部材からなるランプ保持部と、ランプ保持部固定ネジ穴を有しランプ保持部が載置されるベース部と、ランプおよび前記ランプ保持部を覆うように前記ベース部に固定されるランプユニット取り付け部とを有し、前記ランプ保持部あるいは前記ベース部の当接面のいずれか一方に垂設された光軸調整用回転軸を介して両者を回動自在に連結すると共に、ランプ保持部の底面で前記光軸調整用回転軸の同心円上に設けられ、この同心円の円周方向に伸びた円弧状長穴により、前記ベース部の該円弧状長穴内に位置する前記ランプ保持部固定ネジ穴の箇所に螺着したランプ保持部固定ネジに対してランプ保持部を前記光軸調整用回転軸を中心にして回動させて所望の角度に固定する構造を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１のランプユニットによれば、ランプ保持部をベース部に対して水平方向の所望角度に固定できるので、ランプをランプ保持部から取り外さずに光軸調整することができる。
【０００９】
請求項２のランプユニットは、ランプからの光を液晶パネルを備えたプロジェクタ光学系に導光して前記液晶パネルの透過光を投影する液晶プロジェクタに用いるもので、前記ランプを収納しランプ交換の際に交換単位とするランプユニットにおいて、ランプ取付け窓を有する側壁付きＬ字状部材の該側壁上部に光軸調整用切り欠きを設けたランプ保持部と、ランプ保持部固定ネジ穴を有しランプ保持部が載置されるベース部と、ランプおよび前記ランプ保持部を覆うように前記ベース部に固定され、前記光軸調整用切り欠きと対応する位置には光軸調整用窓が設けられ、天井部には前記ランプ保持部固定ネジ穴の位置に対応したドライバー挿入孔が設けられたランプユニット取り付け部とを有し、前記ランプ保持部あるいは前記ベース部の当接面のいずれか一方に垂設された光軸調整用回転軸を介して両者を回動自在に連結すると共に、ランプ保持部の底面で前記光軸調整用回転軸の同心円上に設られ、この同心円の円周方向に伸びた円弧状長穴により、前記ベース部の該円弧状長穴内に位置する前記ランプ保持部固定ネジ穴の箇所に螺着したランプ保持部固定ネジに対してランプ保持部を前記光軸調整用回転軸を中心にして回動させて所望の角度に固定する構造を有し、光軸調整の際、前記ランプユニット取付部の光軸調整用窓から前記ランプ保持部の光軸調整用切り欠きを押圧してこのランプ保持部を回動させて光軸を調整した後、前記ドライバー挿入孔から前記ベース部のランプ保持部固定ネジを緊締することを特徴とする。
【００１０】
請求項２のランプユニットによれば、ランプユニットを予め調整治具として用意したプロジェクタ光学系本体に取り付けた状態で光軸調整用窓から光軸を調整した後、ドライバー挿入孔からランプ保持部固定ネジを緊締することができるので、ランプに通電し、投影像を確認しながら光学系光軸を最適条件に調整できる。したがって、光軸調整済みランプユニットとしての供給が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
液晶プロジェクタ装置のランプ交換を容易にする光軸調整機構を開発するために、光軸のずれによる照度低下や色むら等の性能低下の原因について種々解析した結果、図６の偏光変換素子６９と組み合わされるスリットの目の向きと直交する方向のずれに大きく依存することが判明した。（図６に示す場合はスリットの目が縦縞であるので、光軸のずれは水平方向に大きく依存する。）そこで、本発明にあたって、スリットと直交する方向（装置内において水平方向）の光軸調整が容易に行なえることに主眼を置き、かつ、ランプユニットが交換単位であることを考慮して、プロジェクタ光学系６７本体側での調整を一切無くし、ランプユニット側構成品のみで調整が行なえるように配慮した。
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、ランプ取付光軸調整機構を示す解体斜視図であり、図２、図３、図４、図５はそれぞれ、ランプユニットランプ保持部分、ランプユニットベース部分、ランプユニット取付部分、光軸調整用窓部分、の拡大図である。なお、図２〜図５において、図１と同一部分については同一符号が付してある。
図において、１はリフレクタ付きランプ、２はランプ光軸、３はランプ固定用スプリング、４はランプ保持部、５はスプリング保持用切り欠き、６はフック、７は光軸調整用回転軸穴、８はランプ保持部をベース部に固定するための長穴、９は固定ネジ、１０は光軸調整用切り欠き、１１はベース部、１２は光軸調整用回転軸、１３はランプ保持部を固定するための雌ネジ、１４はランプユニット取付部との位置決めピン、１５はランプユニット取付部への固定用穴、１６はランプユニット取付部への固定用ネジ、１７はランプユニット取付部、１８はベース部１１との位置決めピン挿入孔、１９はベース部１１固定用雌ネジ、２０は光軸調整用切り欠き１０を操作するための光軸調整用窓、２１は固定ネジ９を回すためのドライバー挿入孔である。
【００１３】
ランプユニットの主要部は、リフレクタ付きランプ１を保持するランプ保持部４と、ランプ保持部４を支えるベース部１１と、ランプユニット取り付け部１７で構成し、ランプ保持部４とベース部１１との間で光軸調整方向に回転軸１２と回転軸穴７を有する。また、ランプ保持部４とベース部１１との固定は、前記回転軸１２を中心に円周方向に伸びた円弧状長穴構造にすることで、光軸を無段階に調整出来るようにしている。ランプ保持部の側壁付きＬ字状部材の該側壁上部に光軸調整用切り欠き１０を設け、ランプユニット取付部１７を取付後、ランプユニット取付部１７の光軸調整用窓２０からマイナスドライバー等を使用して光軸調整可能にしている。さらに、ランプユニット取付部１７には、固定ネジを回すためのドライバー挿入孔２１を設けることで、光軸調整後にランプ保持部４をベース部１１に緊締することを可能にしている。すなわち、予め調整治具として用意したプロジェクタ光学系６７本体にランプユニットを取り付けた状態で光軸調整できる構造となっている。
【００１４】
以下、細部について順を追って説明する。  図２に示すように、リフレクタ付きランプ１はスプリング３とスプリング保持用切り欠き５とフック６でランプ保持部４に固定される。ランプ保持部４底面には、光軸調整用の回転軸となる回転軸穴７と、該回転軸穴を中心とする円周方向に調整可能なランプ保持部ベース部固定用円弧状長穴８二箇所と、光軸調整用の切り欠き１０と、を設け、図３に示す光軸調整用の回転軸１２と、ランプ保持部固定用雌ネジ１３二箇所と、ランプユニット取付部１７との位置決めピン１４二箇所と、ランプユニット取付部１７との固定穴１５二箇所と、を設けたベース部１１と組み合わせる。光軸調整前には、前記固定用長穴８とランプ保持部固定用雌ネジ１３を固定するランプ保持部固定ネジ９は仮締め状態とし、ベース部１１の光軸調整用回転軸１２を中心としてランプ保持部４を回転できるようにしておく。図４はランプユニット取付部１７を示す。ランプユニット取付部１７には、ベース部１１との位置決めピン挿入孔１８二箇所と、ベース部固定用雌ネジ１９二箇所と、光軸調整用窓２０一個所と、ランプ保持部固定ネジ９を回すためのドライバー挿入孔２１二箇所と、を設ける。
【００１５】
上記各部の組み立ておよび調整について説明する。まず、ランプユニットの組み立てであるが、ランプ保持部４にランプ１を固定し、該ランプ保持部４の回転軸穴７をベース部１１の光軸調整用回転軸１２に挿入し、ランプ保持部固定ネジ９でベース部１１に取り付ける。ランプ保持部固定ネジ９の締付けにあたっては、後の光軸調整が可能なように仮止め状態とする。またさらにこれらをランプユニット取付部１７に挿入固定する。そして、該ランプユニット取付部１７は前記プロジェクタ光学系６７本体に固定され光軸の調整が行なわれる。
【００１６】
この状態でランプ１に通電し、映像をスクリーンに投影する。投影する映像は、調整を容易に、かつ、正確にするためにテストパターンであることが好ましい。調整は、図５に示すように、ランプユニット取付部１７の光軸調整用窓２０にマイナスドライバーを差し込み、ランプ保持部４の光軸調整用切り欠き１０の位置を微調整することでベース部１１の光軸調整用回転軸１２を中心にランプ保持部４をゆっくりと回転させ、投映像を見ながら明るく、かつ、色むらが少なくなる点を探し出すことにより行なう。
最適条件が得られた点で、ランプユニット取付部１７のランプ保持部固定ネジ用ドライバー挿入孔２１からプラスドライバーを差し込み、ランプ保持部固定ネジ９を緊締し光軸を固定する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、光学系本体からランプユニットを外さずに光軸調整が可能になるので、調整に要する作業工数を大幅に削減することができる。また、光軸調整済みのランプユニットを供給することが可能になるので、ユーザーはランプユニットを交換するだけで済み、光軸調整は全く不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すランプ取付光軸調整機構の斜視図である。
【図２】図１のランプ保持部分の拡大図である。
【図３】図１のランプユニットベース部分の拡大図である。
【図４】図１のランプユニット取付部分の拡大図である。
【図５】図１の光軸調整用切欠き部分の拡大図である。
【図６】従来例の光学系およびランプユニット構造を示す斜視図である。
【図７】ランプ構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  リフレクタ付きランプ
２  ランプ光軸
３  スプリング
４  ランプ保持部
５  スプリング保持用切り欠き
６  フック
７  光軸調整用回転軸穴
８  固定用円弧状長穴
９  ランプ保持部固定ネジ
１０  光軸調整用切り欠き
１１  ベース部
１２  光軸調整用回転軸
１３  ランプ保持部固定用雌ネジ
１４  ランプユニット取付部との位置決めピン
１５  ランプユニット取付部との固定穴
１６  ベース部固定ネジ（ランプユニット取付部への固定）
１７  ランプユニット取付部
１８  ベース部との位置決めピン挿入孔
１９  ベース部固定用雌ネジ
２０  光軸調整用窓
２１  ランプ保持部固定ネジ用ドライバー挿入孔
６１  リフレクタ付きランプ
６２  ランプ保持部
６３  ランプ光軸
６４  スプリング
６５  スペーサ
６６  ランプユニット取付部
６７  プロジェクタ光学系
６８  プロジェクタ光学系光軸
６９  偏光変換素子
７１  ランプバルブ
７２  後端に取り付けたランプ電極
７３  先端に取り付けたランプ電極
７４  リフレクタ
７５  Ａ部分
７６  リフレクタ基準面
【図１】
0003854805.tif 000002
【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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