JP2004185999A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個々のランプで反射ミラーに対するランプの位置決めを微小範囲で調整することができ、ランプの位置合わせ後反射ミラーとランプとの位置関係を崩すことがないようにランプを強固に保持することが可能な光源装置を提供すること。
【解決手段】ケーシング内に固定された反射ミラーと、光源ランプＬと、ランプ保持機構１０とを備えた光源装置であり、ランプ保持機構１０は、載置部材１１、嵌合部材１２、絶縁部材１３および給電部材１４を有している。載置部材１１はケーシング底面Ｃ１に、嵌合部材１２は載置部材１１に、絶縁部材１３は嵌合部材１２に、給電部材１４は絶縁部材１３に、それぞれネジ機構により位置不動に固定される。各ネジ機構を構成するためのネジ貫通孔に所要の遊貫部を形成して所定の部材間で移動可能な状態とし、光源ランプＬの位置を反射ミラー光軸Ｍに対して微調整可能とする。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源装置に係わり、例えばデジタル・マイクロミラー・デバイスを用いたデジタル・ライト・プロセシングなどの光源として用いられる、高輝度のショートアークランプと反射ミラーを具備してなる光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル・マイクロミラー・デバイスという光半導体をコアとしたデジタル・ライト・プロセシング（以下、ＤＬＰと略記）と呼ばれる新しい映像技術が近時フルデジタル・ディスプレイ技術として広く知られるようになってきている。このような映像技術に使用される光源としては高輝度のものが好適とされており、近時では高圧のキセノンショートアークランプを光源用のランプとして、これと凹面形状の反射ミラーと共にケーシング内に収容されて組み合せられた光源装置として使用される。
【０００３】
例えば光源ランプとして直流点灯型のキセノンショートアークランプを使用した場合には、陽極が光源装置における光投射窓側に、陰極が光源装置における背面側に配置されており、ランプの管軸を光源装置の光軸と略一致させると共に陰極の先端部を反射鏡の焦点に一致させるようにケーシングに固定している。
【０００４】
ＤＬＰ装置では装置自体が大きいため常設されているが、光源用のランプを交換する場合は、ランプを反射ミラーと共にケーシングの内部に組み込んだ光源装置の状態で交換している。これによると、ランプの交換時に予め反射ミラーに対してランプの位置を高い精度で調整できかつランプの交換作業を簡便に行えるという利点がある。
【０００５】
ところで、上記のようなＤＬＰ装置など用途に係る光源にいたっては、光源装置から出射した光がスクリーン上に投影された映像の照度を決定するため、ランプから出射された光を所定の入力端に高い効率で集光させることが望まれる。このために、反射鏡の焦点位置と前記ランプの陰極先端の頂点部分とを正確に位置合わせすることが重要であり、光源ランプを取付ける際、精査に調整する必要がある。
【０００６】
電極先端の位置調整可能な光源装置として、例えば実公平１−３８８１４号に記載のものが知られている。この公報に記載の技術は、光源ランプを保持するランプホルダを例えば左右方向にスプリングで付勢して、その付勢力に抗して螺動する調整摘みの締めつけ量を加減することによって左右方向の位置調整を行い、調整摘み全体を上下に移動させて上下方向の位置調整を行って、上下左右全方向の電極先端の位置合わせを行うというものである。係る技術によればランプの光軸方向の前後方向及び光軸と垂直平面上における全方向で電極先端位置を微調整することができる。
【０００７】
【特許文献】
実公平１−３８８１４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
而して上記公報に記載の技術によれば、例えば定格消費電力１０００Ｗ以上のキセノンランプが使用された場合、光源ランプが大きいために振動や衝撃でもコイルスプリングがたわみ、調整摘みが緩んで、ランプが初期の位置からずれるということがある。ランプが所定の位置からずれると即ち、放電アーク部分の最高輝度の箇所が反射ミラー焦点位置から外れると、集光効率が低下するので光源装置からの出射光の照度が低下し、スクリーン照度が低下してしまう。このため、従来技術に係る光源装置では、電極先端の位置がずれた場合に再度位置合わせしなければならず、メンテナンス作業が大変煩雑であるという問題がある。
【０００９】
以上のように、従来技術に係る光源装置では、光源ランプと反射ミラーとの位置関係が崩れ易くて、光源ランプと反射ミラーの位置調整を何度もやり直す必要があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、個々のランプに合わせて当該ランプと反射ミラーとの位置を微調整することができると共に、ランプの位置合わせ後は当該ランプと反射ミラーとの位置関係が崩れることが無い、ランプを強固に保持することが可能な光源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】
ケーシング内に固定された反射ミラーと、該反射ミラーの光軸とその光軸が略一致するよう保持された光源ランプと、ケーシング底面に固定され該光源ランプを保持するランプ保持機構を備えた光源装置であって、前記ランプ保持機構は、金属からなり前記ケーシング底面に固定され挟持部を有する載置部材、該挟持部に嵌合し戴置部材に固定される嵌合部材、及び、前記嵌合部材に電気絶縁性を有する絶縁部材を介して固定され、給電用のリード線が接続された前記光源ランプを保持する給電部材と、を具備し、前記ランプ保持機構を構成する各部材がネジ機構により位置不動に固定されてなり、上記ネジ機構においてランプ保持機構を構成する各部材にネジが貫通する貫通孔を該ネジが遊貫するように形成し、該ネジが緩んだ状態において可動することに基づいて、前記光源ランプはケーシング底面と平行な方向及びケーシング底面に垂直な方向に移動可能とされていることを特徴とする。
ここで、前記載置部材が前記ケーシング底面と平行な方向に移動可能であり、前記嵌合部材が前記ケーシング底面に垂直な方向に移動可能であるのが良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る光源装置の全体を示す説明用側面図である。同図に示すように略矩形箱状のケーシングＣの内部には反射ミラーＲ、Ｒ’が固定されている。係る反射ミラーＲの光軸Ｍは、ケーシングＣ底面Ｃ１に対して平行に略水平に位置されており、ケーシングＣにおける前方面には光出射窓Ｗが形成されている。ケーシングＣにおける後方の内部にはランプ保持機構１０がネジ機構により位置不動に固定されており、係るランプ保持機構１０によって光源ランプＬが発光管の管軸が反射ミラーＲの光軸Ｍと略一致するように水平状態に支持されている。
【００１２】
図２〜３は、図１中のランプ保持機構１０の構造を示す説明用図であり、図２はこのランプ保持機構１０がランプＬを保持した状態を示す斜視図、図３は保持機構１０の構成部材要部の説明用斜視図、図４は保持機構１０の説明用側面図である。
ここで、反射ミラーＲの光軸Ｍの方向をＸ、ケーシングＣ底面Ｃ１に対して平行かつＸに垂直な方向をＹ、ケーシングＣ底面Ｃ１に対して垂直な方向（上下方向）をＺ、とする。また、θはＸＹ平面に直交する軸の回りの回転方向である。
【００１３】
本実施形態において光源ランプＬは石英ガラスからなる発光管内に陰極Ｅと陽極Ｅ’が対向配置された直流点灯型のショートアークキセノンランプである。この光源ランプＬにおいて最高輝度を呈する箇所は陰極先端部Ｅ１から微小距離陽極側に離れた陰極先端部Ｅ１の近傍であり、係る陰極先端部Ｅ１近傍と反射ミラーの焦点位置とを合致させることによって、高い集光効率を達成することができるようになる。
【００１４】
ランプ保持機構１０は、ケーシングＣ底面Ｃ１に螺着される載置部材１１、該載置部材１１に突設された挟持部１１ａ，１１ｂの間に、当該載置部材１１に嵌脱可能に取付けられる嵌合部材１２、該嵌合部材１２に絶縁部材１３を介して嵌合部材１２に対して固定された給電部材１４によって大略構成される。給電部材１４は光源ランプＬに装着された口金Ｋを介して該ランプの保持及び給電を行う。
【００１５】
載置部材１１の底部には、ネジ部材２０，２１，２２，２３（一部図示省略）のシャフト部分が遊貫する貫通孔１２０，１２１，１２２，１２３が設けられており、ネジ部材２０，２１，２２，２３が貫通してケーシングＣに設けられた下穴に螺合して螺着される。尚、図２〜３において、見えないネジ部材については図示省略している。
【００１６】
載置部材１１には所定距離離間するようにＺＸ平面と平行に延びる挟持部１１ａ，１１ｂが突設されている。
係る挟持部１１ａ，１１ｂの離間部分には、図３に示すように、Ｙ方向における幅が挟持部１１ａ，１１ｂの離間距離と略等しい嵌合部材１２が嵌入して装着されており、Ｙ方向に挿入されたネジ部材３０，３１，３２によって、載置部材１１に固定されている。
即ち、ネジ部材３０，３１，３２の各シャフト部分が、一方の挟持部１１ａ及び嵌合部材１２にＹ方向に形成された貫通孔１３０，１３１，１３２を貫通して、他方の挟持部１１ｂに設けられた下穴に螺合して締結されている。
これらネジ部材３０，３１，３２が、他方の挟持板１１ｂに固く螺着されると、嵌合部材１２は挟持部１１ａ，１１ｂによって押圧、挟持されて、戴置部材１１に対して位置不動に固定されるようになる。
【００１７】
載置部材１１及び嵌合部材１２は何れも剛性に富む金属からなり、ネジ部材を固く締結できるので、各部材を安定的に固定することができる。
よって、ケーシングＣに対して載置部材１１を、載置部材１１に対して嵌合部材１２を、それぞれ固定することができる。
【００１８】
絶縁部材１３は例えば、セラミック材料や樹脂材料或いはセラミックと樹脂の複合材料からなるブロック体よりなり、嵌合部材１２の上底面上に載置され、固定ネジＮ１，Ｎ２，Ｎ３・・（一部図示省略）により固定されている。固定ネジＮ１，Ｎ２，Ｎ３・・は、嵌合部材１２の前後方向において設けられたフランジ部１２ａ，１２ｂを貫通して絶縁部材１３に形成された下穴に螺合している。
絶縁部材１３の上底面には給電部材１４が載置され固定ネジＮ４，Ｎ５，・・（一部図示省略）により固定されている。
以上の構成により、嵌合部材１２と給電部材１４とは絶縁部材１３を介して位置不動に固定される。
【００１９】
給電部材１４は電気の良導体である金属、例えば銅からなる。この給電部材１４にはＹＺ平面と平行にその面方向が延びる略板状の口金保持部１４０が立設されており、光源ランプＬに装着した口金Ｋの端部が、挿入穴１４１に挿入され、機械的、電気的に接続される。これにより、光源ランプＬが水平姿勢で支持されるようになる。
この給電部材１４には、外部電源（図示省略）に接続された給電用リード線４０が電気的に接続され、光源ランプＬの給電が達成されることになる。
【００２０】
ここで載置部材１１、嵌合部材１２及び給電部材１４は何れも金属部材からなり導電性を有するが、給電部材１４と嵌合部材１２との間に絶縁部材１３が間装されているので、嵌合部材１２に電気的影響が及ばず、ケーシングＣを介して地絡するといった事故を防止することができる。
【００２１】
図５は上記ランプ保持機構１０における載置部材１１を、光源ランプＬの上部からＺ方向にみた平面図である。同図に示すように載置部材１１の貫通孔１２０，１２１，１２２，１２３は、ネジ部材におけるシャフト部分２０’，２１’，２２’，２３’の各外径に対して大きく形成されており、該シャフト部分２０’，２１’，２２’，２３’が遊貫する間隙の範囲において、光源ランプＬをＸＹ平面上で微小距離移動させることが可能となっている。
従って、ネジ部材２０，２１，２２，２３を緩めれば、該載置部材１１を貫通孔の遊貫部の大きさに準じてＸＹ平面上で移動させることができるので、ＸＹ平面方向において光源ランプＬの陰極先端部Ｅ１近傍の位置を反射ミラーＲの焦点と一致するように微調整することができる。そして陰極先端部Ｅ１の位置出しをした後にネジ部材２０，２１，２２，２３を締結すれば、該光源ランプＬをケーシングに対して固定することができ、しかも、上述したように載置部材１１は金属よりなるので、ネジ部材２０，２１，２２，２３を固く締結することができて、光源ランプＬと反射ミラーＲの位置関係を安定的に維持することが可能である。
【００２２】
一般的に光源ランプはその製造工程から個々のランプで陰極先端部Ｅ１と口金Ｋとの位置関係が微小範囲でずれることがあり、僅か０．５ｍｍずれただけでも照度の低下につながる。よって、反射ミラーＲの焦点位置との整合を取るためにも光源ランプＬの位置を微調整可能としておく必要がある。ここで、反射ミラーＲの焦点位置と陰極先端部Ｅ１とのずれはせいぜい±０．２ｍｍ以下であるので、貫通孔１２０，１２１，１２２，１２３とシャフト部分２０’，２１’，２２’，２３’との間に遊びを設けることで、十分修正することが可能である。具体的には１．５〜３．０ｍｍ程度の遊びを形成することで、陰極先端部Ｅ１と反射ミラーＲの焦点位置とを正確に一致させることが可能になる。
【００２３】
更には、ランプの陰極先端部Ｅ１とランプ保持機構１０との位置関係ではランプの管軸方向にずれ易いので、ランプの管軸方向において遊びが大きい方が好ましい。上述した実施形態によれば、光源ランプの管軸は光軸Ｍの方向（即ちＸ方向）と一致するので、図５に示すように、載置部材１１の貫通孔１２０，１２１，１２２，１２３をＸ方向においてより大きくなるよう略長円形に設けるのが好ましく、具体的にはＸ方向に±３ｍｍ、Ｙ方向に±１．５ｍｍの遊びを形成すると好適である。
尚、本実施形態のように、ケーシング底面Ｃ１にネジ部材２０，２１，２２，２３固定用の下穴を形成し、一方の載置部材１１にネジ部材２０，２１，２２，２３が貫通する貫通孔１２０，１２１，１２２，１２３を、遊びを設けるように形成すると、陰極先端部Ｅ１の位置調整を行う際に、ネジ部材２０，２１，２２，２３がケーシング底面Ｃ１に位置決めされて載置部材１１の移動が規制されるので、作業性良く行えるようになる。
【００２４】
図６は、嵌合部材の幅方向の範囲内でＺＸ平面で切断したランプ保持機構の説明用断面図である。
同図に示すように、嵌合部材１２に形成される貫通孔１３０，１３１，１３２は、ネジ部材のシャフト部分３０’，３１’，３２’の外径よりも大きく形成されている。このように貫通孔１３０，１３１，１３２に、シャフト部分３０’，３１’，３２’が遊貫するよう遊びを設けておくことにより、嵌合部材１２はＺＸ平面の方向に移動することができる。
従って、ネジ部材の締結状態を緩めれば、嵌合部材１２はＺＸ平面における任意方向への移動規制が開放され、光源ランプＬのＸ方向、Ｚ方向、Ｘ方向及びθ方向に移動できて、陰極先端部Ｅ１の位置を微調整することが可能である。ここで、嵌合部材１２のネジ貫通孔１３０，１３１，１３２とシャフト部分３０’，３１’，３２’の間に、Ｚ方向に±１．５ｍｍ、Ｘ方向に±１．５ｍｍ程度遊びを設けるのが好ましい。
【００２５】
このように、嵌合部材１２はＹ方向の移動が規制された状態でＺＸ平面方向にのみ移動可能であるので、載置部材１１のネジ部材をＹ方向の位置を決定してから締結すると、陰極先端部Ｅ１の位置合わせ作業を簡便に行うことができるようになる。ＺＸ平面方向の位置調整を終えた後、ネジ部材を固く締結してランプを固定すれば良い。
【００２６】
載置部材１１と嵌合部材１２とは上述したように剛性に富む金属部材からなるので、ネジ部材を固く締結することができ、両者の位置関係を安定して維持することができる。
【００２７】
上記実施形態に係る光源装置によれば、ランプ保持部材１０の載置部材１１はケーシング底面Ｃ１に対してＸＹ平面方向に微小距離移動することが可能であり、更に嵌合部材１２は載置部材１１に対してＺ方向及びθ方向に移動可能であるので、ケーシングに固定された反射ミラーＭに対して陰極先端部Ｅ１の位置を正確に位置を合わせることができる。そしてこのランプ保持機構１０を構成するための各部材（１１，１２，１３，１４）については、コイルスプリングなどを使用せずに、ネジ部材及び固定ネジを用いて固く締結しているので、反射ミラーＲと光源ランプＬの位置関係を初期の状態から安定的に維持することができ、光源ランプＬの位置がずれるような問題を生じ難い。
【００２８】
以上のように本発明に係る光源装置によれば、光源ランプの保持を強固に行うことができるので、陰極先端と反射ミラーの焦点との位置関係が崩れるという問題を生じ難く、ランプの位置合わせを何度も行う必要がなくなる。
【００２９】
以上説明した本発明においては、上記実施形態の構成に限定されることなく適宜変更が可能である。例えばランプ保持機構においてネジ部材はナットを用いて螺合させて締結しても良いし適宜座バネ等を嵌装してもよい。又、光源ランプは直流点灯型に限定されず交流点灯型のランプであっても良い。光源ランプと反射ミラーの位置調整に際しては、適宜ＸＹＺステージ装置等を用いて行ってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本願発明に係る光源装置によれば、光源ランプと反射ミラーとを個々のランプに合わせて陰極先端の位置出しを微小範囲で調整することができるので、光源ランプと反射ミラーとの位置合わせを正確に行うことが可能となる。そして、光源ランプの位置調整後は該ランプを強固に保持することができるのでランプの位置を安定的に維持でき、スクリーン照度を常に高い状態に維持できる光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光源装置の全体を示す説明用側面図である。
【図２】本発明に係る光源装置のランプ保持機構の構造を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る光源装置のランプ保持機構の構成部材要部の説明用斜視図である。
【図４】本発明に係る光源装置のランプ保持機構の説明用側面図である。
【図５】本発明に係るランプ保持機構の載置部材を光源ランプの上部からみた平面図である。
【図６】図５に記載した破線Ａ−Ａ’でランプ保持機構を切断した要部の説明用断面図である。
【符号の説明】
１０ ランプ保持機構
１１ 載置部材
１１ａ，１１ｂ 挟持部
１２ 嵌合部材
１２ａ，１２ｂ フランジ部
２０，２１，２２，２３，３０，３１，３２ ネジ部材
１３ 絶縁部材
１４ 給電部材
１４０ 口金保持部
１４１ 挿入穴
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５ 固定ネジ
４０ 給電用リード線
Ｅ 陰極
Ｅ１ 陰極先端部
Ｅ’ 陽極
Ｌ 光源ランプ
Ｋ 口金
Ｒ，Ｒ’ 反射ミラー
Ｍ 反射ミラー光軸
Ｃ ケーシング
Ｃ１ ケーシング底面
Ｗ 光出射窓

Claims (2)

1. ケーシング内に固定された反射ミラーと、該反射ミラーの光軸とその光軸が略一致するよう保持された光源ランプと、ケーシング底面に固定され該光源ランプを保持するランプ保持機構を備えた光源装置であって、
   前記ランプ保持機構は、金属からなり前記ケーシング底面に固定され挟持部を有する載置部材、該挟持部に嵌合し戴置部材に固定される嵌合部材、及び、前記嵌合部材に電気絶縁性を有する絶縁部材を介して固定され、給電用のリード線が接続された前記光源ランプを保持する給電部材と、を具備し、
   前記ランプ保持機構を構成する各部材がネジ機構により位置不動に固定されてなり、
   上記ネジ機構においてランプ保持機構を構成する各部材にネジが貫通する貫通孔を該ネジが遊貫するように形成し、該ネジが緩んだ状態において可動することに基づいて、
   前記光源ランプはケーシング底面と平行な方向及びケーシング底面に垂直な方向に移動可能とされていることを特徴とする光源装置。
2. 前記載置部材が前記ケーシング底面と平行な方向に移動可能であり、
   前記嵌合部材が前記ケーシング底面に垂直な方向に移動可能である、ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。

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