JP2005134565A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者毎に照度のバラツキが生じることがなく、さらに、光源装置を筐体に組み込んだ後にも放電ランプの位置調整を行うことが可能な光源装置を提供する。
【解決手段】本光源装置は、ケーシング内に放電ランプと反射鏡が配置され、当該放電ランプから放射された光を反射鏡によってケーシング外に配置されたインテグレーターレンズの端部に集光させるものであり、前記反射鏡は、視認用の貫通穴が設けられ、前記ケーシングは、ランプ位置調整用のターゲットと、このターゲットを前記貫通穴と前記放電ランプの輝点が形成されるべき箇所とを通過する仮想線上に視認できるように放電ランプの位置調整を行うための位置調整手段とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、高輝度の放電ランプと反射鏡とを備えたデジタルプロジェクター用の光源装置に関する。特に、映像分野における映写機用のデジタルプロジェクター用の光源装置に関するものである。

映像分野において使用される光源装置としては、従来から高輝度のキセノンショートアークランプを光源とし、このランプが反射鏡に組み合わされたものがケーシング内に収容された構造のものが知られている。

図５は、インテグレーターレンズが取り付けられた筐体に従来の光源装置が組み込まれた構造について説明するための図である。
光源装置５０は、ケーシング５１内に、発光物質としてキセノンガスが封入された放電ランプ５２と、この放電ランプ５２から放射された光を集光するための
反射鏡５３とが配置され、反射鏡５３によって集光された光がケーシング５１に設けられた開口部５１０を通過してケーシング５１外に配置されたインテグレーターレンズ５４の端部５４１に導かれる構造である。光源装置５０は、ランプ交換を容易に行うため筐体５５に対して取り外し可能な状態で組み込まれている。インテグレーターレンズ５４は、ケーシング５１外にて筐体５５に組み込まれている。

ケーシング５１は、放電ランプ５２を支持している支持部材５０１に接続された、反射鏡５３に対して放電ランプ５２をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動させるための位置調整手段５０２が設けられている。

反射鏡５３は、放電ランプ５２から放射された光をインテグレーターレンズ５４の端部５４１に集光させるための集光反射鏡５３ａと、放電ランプ５２から放射された光であって集光反射鏡５３ａから外れた光を捕えて集光反射鏡５３ａに戻す球面状の捕捉反射鏡５３ｂとからなる。
集光反射鏡５３ａは、集光反射鏡５３ａ側に第１焦点５３１を有し、インテグレーターレンズ５４側に第２焦点５３２を有し、第１焦点５３１と第２焦点５３２とを通過する光軸５００を有する。また、集光反射鏡５３ａは、第１焦点５３１に放電ランプ５２の輝点が形成されるべき箇所５２３（発光管５２０内にて対向する陽極５２１と陰極５２２との間の箇所）が合わさるように放電ランプ５２が配置され、第２焦点５３２にインテグレーターレンズ５４の端部５４１が合わさるようにケーシング５１に所定の支持手段により固定されている。

このような光源装置５０において、放電ランプ５２から放射される光を最も効率良く利用するためには、ケーシング５１内に組み込まれた集光反射鏡５３ａの第１焦点５３１に放電ランプ５２の輝点（発光点）を精度良く合わせる必要がある。
従来、放電ランプ５２の位置は、光源装置５０が筐体５５に組み込まれた状態で、作業者が長年の経験と勘を頼りに放電ランプ５２を点灯させてスクリーン照度を測定して、最大の照度が得られるようにケーシング５１に設けられたランプ位置調整手段５０２にて微調整することにより決められていた。

しかしながら、従来のランプ位置調整方法は、作業者の経験と勘に大きく依存するため、作業者の力量次第で照度のバラツキが生じやすいという問題がある。さらに、光源装置５０が組み込まれた筐体５５に衝撃等が加わることにより放電ランプ５２の位置がずれて照度が変化した場合には、変化前の照度と同一の照度を再現することが極めて困難である。
そこで、このような問題を解決するために、以下の図６に示すように放電ランプ５２の位置調整を、光源装置５０を筐体５５に組み込む前の段階で行う方法が提案された。

図６は、光源装置を筐体に組み込む前の段階で放電ランプの位置調整を行う方法について説明するための図である。図５と同一符号は同一部分を説明する。
光源装置５０は、容易に動くことがないように支持台５６によって強固に固定されている。光源装置５０の外部には、集光反射鏡５３ａの第２焦点５３２に合わさるように放電ランプ１２の位置調整を行うためのターゲット５７が配置されている。このターゲット５７は、支持台５８に固定されている。支持台５６と支持台５８は一体でも構わない。集光反射鏡５３ａは、光軸５００に交差し放電ランプ５２の輝点が形成されるべき箇所５２３を通過する仮想線Ａに交差する一方の交差箇所５３３において、ターゲット５７を視認するための貫通穴５９が設けられている。尚、図示していないが、Ｙ、Ｚ軸と垂直なＸ軸方向にもターゲット５７を視認するための貫通穴がもう一つ設けられている。

光源装置５０においては、覗き穴５１１から貫通穴５９を通じて集光反射鏡５３ａが仮想線Ａに交わる他方の交差箇所５３４に投影されたターゲット５７の像を視認して、位置調整手段５０２によって放電ランプ５２の位置調整を行っている。
このような位置調整方法によれば、作業者の経験と勘に頼らずとも放電ランプ５２の位置調整を良好に行うことができるので、作業者毎に照度のバラツキを生じることがない。

ところが、上記の位置調整方法によると、放電ランプ５２の位置調整にはターゲット５７を支持するための支持台５８が必ず必要となる。したがって、光源装置５０を筐体５５に組み込む際に放電ランプ５２が最適位置からずれる又は光源装置５０を筐体５５に組み込んだ後に衝撃等が筐体５５に加わることにより放電ランプ５２の最適位置からのズレが生じた場合には、光源装置５０を筐体５５から取り外して放電ランプ５２の位置調整を行った後に再度筐体５５への組み込みを行う、という極めて煩雑な作業を行う必要がある。

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は作業者毎に照度のバラツキが生じることがなく、さらに、光源装置を筐体に組み込んだ後にも放電ランプの位置調整を行うことが可能な光源装置を提供することにある。

本発明の光源装置は、ケーシング内に放電ランプと反射鏡が配置され、当該放電ランプから放射された光を反射鏡によってケーシング外に配置されたインテグレーターレンズの端部に集光させるものであり、前記反射鏡は、視認用の貫通穴が設けられ、前記ケーシングは、ランプ位置調整用のターゲットが設けられるとともに、このターゲットを前記貫通穴と前記放電ランプの輝点が形成されるべき箇所とを通過する仮想線上にて視認できるように放電ランプの位置調整を行うための位置調整手段が設けられたことを特徴とする。

さらに、請求項１の発明において、前記ターゲットは、前記反射鏡が前記仮想線に交わる箇所にその像が投影されるように配置されたことを特徴とする。

さらに、請求項１の発明において、前記ターゲットは、前記仮想線上に設けられたことを特徴とする。

さらに、請求項１または請求項２の発明において、前記貫通穴が少なくとも２個設けられたことを特徴とする。

さらに、請求項１または請求項３の発明において、前記貫通穴が少なくとも４個設けられたことを特徴とする。

さらに、本発明の光源装置は、ケーシング内に放電ランプと反射鏡が配置され、当該放電ランプから放射された光を反射鏡によってケーシング外に配置されたインテグレーターレンズの端部に集光させるものであり、前記反射鏡には視認用の貫通穴およびランプ位置調整用のターゲットが設けられ、前記ケーシングにはこのターゲットを前記仮想線上に視認できるように放電ランプの位置調整を行うための位置調整手段が設けられたことを特徴とする。

本発明の光源装置によると、反射鏡に設けられた貫通穴を通じてケーシングに設けられたランプ位置調整用のターゲットを視認することにより放電ランプの位置調整を行う構造であるため、作業者毎に照度のバラツキが生じることがない。さらに、光源装置を筐体に組み込む際又は光源装置を筐体に組み込んだ後に衝撃等により放電ランプの最適位置からのズレが生じることがあっても光源装置を筐体に組み込んだままの状態で放電ランプの位置調整を行うことができる。

図１は、インテグレーターレンズが取り付けられた筐体に第１の発明の光源装置が組み込まれた構造について説明するための図である。図１（ａ）は、長手方向にて切断した断面図を、図１（ｂ）は図１（ａ）に示される仮想線Ｂを含み光軸１００に直交する平面にて切断した断面図を、図１（ｃ）は図１（ａ）の点線部分ＭをＺ軸方向から見た拡大図を示す。

図１（ａ）に示すように、光源装置１０は、ケーシング１１内に、発光物質としてキセノンガスが封入された放電ランプ１２と、この放電ランプ１２から放射された光を集光するための反射鏡１３とが配置され、反射鏡１３によって集光された光をケーシング１１外に配置されたインテグレーターレンズ１４の端部１４１に導く構造である。光源装置１０は、インテグレーターレンズ１４が固定された筐体１５に組み込まれている。

ケーシング１１は、放電ランプ１２の位置を調整するためのターゲット１７と、放電ランプ１２を支持している支持部材１０１に接続された、反射鏡１３に対して放電ランプ１２をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動させるための位置調整手段１０２が設けられている。また、ケーシング１１は、反射鏡１３によって集光された光をケーシング１１外に出射するための開口部１１０が形成され、この開口部１１０から出射された光はインテグレーターレンズ１４の端部１４１に集光して照射される。さらに、ケーシング１１には、後述の貫通穴１９ａ、１９ｂを介してターゲット１７を視認するために、覗き穴１１１が設けられている。

放電ランプ１２は、発光管１２０内にて陽極１２１と陰極１２２とが対向配置され、発光管１２０内に発光物質としてキセノンガスが封入され、両端封止型の構造を有する。

反射鏡１３は、放電ランプ１２から放射された光をインテグレーターレンズ１４の端部１４１に集光させるための集光反射鏡１３ａと、放電ランプ１２から放射された光であって集光反射鏡１３ａから外れた光を捕えて集光反射鏡１３ａに戻す球面状の捕捉反射鏡１３ｂとからなる。
集光反射鏡１３ａは、集光反射鏡１３ａ側に第１焦点１３１を有し、インテグレーターレンズ１４側に第２焦点１３２を有し、第１焦点１３１と第２焦点１３２とを通過する光軸１００を有する。また、集光反射鏡１３ａは、第１焦点１３１に放電ランプ１２の輝点が形成されるべき箇所１２３（対向する陽極１２１と陰極１２２との間の箇所）が合わさるように放電ランプ１２が配置され、第２焦点１３２にインテグレーターレンズ１４の端部１４１が合わさるようにケーシング１１に所定の支持手段により固定されている。そして、集光反射鏡１３ａは、光軸１００に交差するとともに放電ランプ１２の輝点が形成されるべき箇所１２３を通過する仮想線Ｂに交差する一方の交差箇所１３３において、ターゲット１７を視認するための貫通穴１９ａが設けられている。

図１（ｂ）に示すように、集光反射鏡１３ａには、図１（ａ）に示された貫通穴１９ａの他に、仮想線Ｂに交差する仮想線Ｂ´と集光反射鏡１３ａとの交差箇所１３５にもう一つの貫通穴１９ｂが設けられている。すなわち、集光反射鏡１３ａには２個の貫通穴が設けられており、仮想線Ｂと仮想線Ｂ´とでなす角α１は、放電ランプ１２の位置調整作業上の観点から７０〜１１０°の範囲内であることが好ましく、特に９０°であることが好ましい。

図１（ａ）に戻って説明を続けると、筐体１５は、貫通穴１９を介してターゲット１７を視認するための覗き穴１５１が設けられている。

ターゲット１７は、その材質が例えばアルミであり、例えば、複数枚の板を曲げ伸ばし可能となるように連結させた構造である。すなわち、ターゲット１７は、放電ランプ１２の位置調整後、放電ランプ１２からの光を遮らないように折りたたむことになる。また、ターゲット１７は、集光反射鏡１３ａが仮想線Ｂに交差する他方の交差箇所１３４にその像が投影されるように配置されている。
すなわち、ターゲット１７は、他方の交差箇所１３４と集光反射鏡１３ａの第２焦点１３２とを通過する仮想線Ｃ上に配置され、図１（ｃ）に示すように仮想線Ｃと交わる交差箇所１７０にはケガキ等によって目印１７１が形成されている。
尚、ターゲット１７に設けられた目印１７１は、目印となる部分にターゲット１７と色の異なる他の部品を組み合わせることにより目印としても良いし、目印となる部分を切り欠く等しても良い。

このように、第１の発明の光源装置１０によると、集光反射鏡１３ａに設けられた貫通穴１９ａを通じて、集光反射鏡１３ａが仮想線Ｂに交差する他方の交差箇所１３４に投影されたターゲット１７上の目印１７１の像を視認することにより、放電ランプ１２の位置調整を行うものである。ここで、具体的な位置調整方法について以下に説明する。

集光反射鏡１３ａに設けられた貫通穴１９ａ、１９ｂから消灯している放電ランプ１２を見た時、もし放電ランプが所定の位置に配置されていれば、放電ランプ１２の輝点が形成されるべき箇所１２３にターゲット１７の目印１７１が合わさることになる。ここで、貫通穴１９ａから中を見て放電ランプ１２の位置がずれていれば、Ｘ軸方向とＺ軸方向の位置調整をケーシング１１に設けられた位置調整手段１０２によって行う。一方、貫通穴１９ｂから中を見たときに位置がずれていれば、Ｙ軸方向とＺ軸方向の位置調整を同様に行う。尚、図１（ａ）においては、位置調整手段１０２がケーシング１１の外側に設けられた構造が示されているが、これに限るものではなく、位置調整手段１０２がケーシング１１の内側に設けられた構造としても良い。

したがって、本発明の光源装置によれば、作業者毎に照度のバラツキが生じることがなく、誰でも容易に放電ランプ１２の位置調整を行うことができ、さらに、光源装置１０を筐体に組み込む際又は組み込んだ後に放電ランプ１２のズレが生じても光源装置１０を筐体１５に組み込んだままの状態で放電ランプ１２の位置調整を良好に行うことができる。

尚、図示していないが、ケーシング１１および筐体１５には、Ｘ軸方向にも上記の位置調整を行うための覗き穴が設けられている。

図２は、インテグレーターレンズが取り付けられた筐体に第２の発明の光源装置が組み込まれた構造について説明するための図である。図２（ａ）は長手方向にて切断した断面図を、図２（ｂ）は図２（ａ）に示される仮想線Ｂを含み光軸１００に直交する平面にて切断した断面図を示す。尚、図１と同一符号は同一部分を示す。

図２（ａ）に示すように、第２の発明の光源装置２０において、集光反射鏡１３ａには、前記仮想線Ｂとの一方の交差箇所１３３及び他方の交差箇所１３４に、それぞれ、ターゲット２７を視認するための貫通穴１９ａ、１９ｃが設けられている。
さらに、図２（ｂ）に示すように、仮想線Ｂと交差する仮想線Ｂ´と集光反射鏡１３ａとの交差する交差箇所１３５、１３６に、それぞれ、貫通穴１９ｂ、１９ｄが設けられている。すなわち、集光反射鏡１３ａには４個の貫通穴が設けられており、仮想線Ｂと仮想線Ｂ´とでなす角α２は、第１の発明と同様に７０〜１１０°の範囲内であることが好ましく、特に９０°であることが好ましい。

ケーシング１１内には、仮想線Ｂ上であって、集光反射鏡１３ａの外側にターゲット２７が設けられている。ターゲット２７は、例えば、アルミを材質とする板から構成される。尚、図２においては、ターゲット２７がケーシング１１の内表面に当接して固定されているが、これに限るものではなく、当接しない状態で固定されていても良い。

図３は、図２（ａ）に示される点線部分ＮをＹ軸方向から見た拡大図である。
図３（ａ）に示すように、ターゲット２７には、ターゲット２７と上記仮想線Ｂとの交差箇所２７１を中心とした十字状の第１の目印２７２が、工具等でケガキすることにより形成される。そして、放電ランプ１２は、十字状の第１の目印２７２の中心２７１に対して、放電ランプ１２の輝点が重なるように位置調整される。ところが、放電ランプ１２の輝点は、ランプを点灯させないと形成されないので、非点灯状態での放電ランプ１２の位置調整は、具体的には以下のように行われる。

図２において、集光反射鏡１３ａに設けられた貫通穴１９ａを覗き込むと、陽極１２１の先端部および陰極１２２の先端部を見ることができる。放電ランプ１２の位置調整については、先端部が尖頭形状である陰極１２２を用いて行うことが好ましい。すなわち、あらかじめ計算により放電ランプ１２の輝点が形成されるべき箇所１２３と陰極１２２の先端部との距離Ｌを求めておき、図３（ａ）において第１の目印２７２の中心２７１から距離Ｌだけ離れた位置２７３に対して、第１の目印２７２と直交する第２の目印２７４を第１の目印２７２と同様の方法で形成する。そして、放電ランプ１２の位置調整を行う際には、陰極１２２の先端が上記の位置２７３に重なるように配置すれば必然的に放電ランプ１２の輝点が形成されるべき箇所１２３が第１の目印２７２の中心２７１に重なることになる。
尚、上記の距離Ｌは、陽極１２１の先端部から計算しても良い。

図３（ｂ）に示すように、ターゲット２７には十字状の第１の目印２７２が工具等によりケガキすることにより形成される。そして、ターゲット２７とは色が異なる別部材２８が、上記の位置２７３に対してその角部２８１が重なるようにターゲット２７に貼り付けられることにより第２の目印となる。

図３（ｃ）に示すように、ターゲット２７には十字状の第１の目印２７２が工具等によりケガキすることにより形成される。そして、ターゲット２７の一部がくりぬかれることにより第２の目印となるべき略三角形状の切り欠き２９が形成される。この切り欠き２９は、その先端部２９１が上記の位置２７３に重なるように形成されている。

尚、図２、３においては、貫通穴１９ａから中を見たときのＸ軸方向およびＺ軸方向の位置調整についてのみ説明しているが、無論、貫通穴１９ｂから中を見た場合にもＹ軸方向およびＺ軸方向の位置調整を同様に行うことになる。すなわち、Ｘ軸方向にもランプ位置調整用のターゲットが設けられている。

このように、第２の発明の光源装置２０によると、集光反射鏡１３ａに設けられた貫通穴１９ａ、１９ｂを通じてケーシング１１内において仮想線Ｂ上であって反射鏡の外側に存在するターゲット２７を覗き込み、放電ランプ１２の陰極１２２の先端部とターゲット２７に設けられた第２の目印とが重なるように放電ランプ１２を配置することにより、放電ランプ１２の３次元方向における位置調整を行うものである。したがって、作業者毎に照度のバラツキが生じることがなく、誰でも容易に放電ランプ１２の位置調整を行うことができ、さらに、光源装置２０を筐体に組み込む際又は組み込んだ後に放電ランプ１２のズレが生じても光源装置２０を筐体１５に組み込んだままの状態で放電ランプ１２の位置調整を良好に行うことができる。
尚、図１に示すターゲット１７に対して、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような目印を形成し、同様にして放電ランプ１２の位置調整を行うことも可能である。

図４は、インテグレーターレンズが取り付けられた筐体に第３の発明の光源装置が組み込まれた構造について説明するための図である。図４（ａ）は長手方向にて切断した断面図を、図４（ｂ）は図４（ａ）の点線部分ＯをＹ軸方向から見た拡大図である。尚、図１、３と同一符号は同一部分を示す。

光源装置４０においては、ターゲットが集光反射鏡１３ａに直接設けられていることを除けば、他の構造は光源装置１０と同様である。
図４（ｂ）に示すように、集光反射鏡１３ａにおいて前記他方の交差箇所１３４には、図３（ａ）に示すターゲット２７と同様にして十字状の目印２７２が工具等で切削することにより形成されている。
尚、図示していないが、図１（ｃ）と同様の目印を形成しても良いし、放電ランプ１２から放射された光をインテグレーターレンズ１４の端部１４１に集光させる際に悪影響を及ぼさないのであれば図３（ｂ）、（ｃ）と同様にして目印を形成しても良い。

以上説明したように、本発明の光源装置によると、反射鏡に設けられた貫通穴を通じてケーシングに設けられたランプ位置調整用のターゲットを視認することにより放電ランプの位置調整を行う構造であるため、作業者毎に照度のバラツキが生じることがなく、さらに、光源装置を筐体に組み込む際又は光源装置を筐体に組み込んだ後に衝撃等により放電ランプの位置にズレが生じることがあっても光源装置を筐体に組み込んだままの状態で放電ランプの位置調整を行うことができる。

インテグレーターレンズが取り付けられた筐体に第１の発明の光源装置が組み込まれた構造について説明するための図である。 インテグレーターレンズが取り付けられた筐体に第２の発明の光源装置が組み込まれた構造について説明するための図である。 図２（ａ）に示される点線部分ＮをＹ軸方向からみた図である。 インテグレーターレンズが取り付けられた筐体に第３の発明の光源装置が組み込まれた構造について説明するための図である。 インテグレーターレンズが取り付けられた筐体に従来の光源装置が組み込まれた構造について説明するための図である。 光源装置を筐体に組み込む前の段階で放電ランプの位置調整を行う方法について説明するための図である。

符号の説明

１０ 光源装置
１１ ケーシング
１２ 放電ランプ
１２３ 輝点が形成されるべき箇所
１３ 反射鏡
１３ａ 集光反射鏡
１３ｂ 捕捉反射鏡
１４ インテグレーターレンズ
１５ 筐体
１７ ターゲット
１９ａ 貫通穴
１９ｂ 貫通穴
１０２ 位置調整手段
Ｂ 仮想線

Claims (6)

1. ケーシング内に放電ランプと反射鏡が配置され、当該放電ランプから放射された光を反射鏡によってケーシング外に配置されたインテグレーターレンズの端部に集光させる光源装置において、
   前記反射鏡は、視認用の貫通穴が設けられ、
   前記ケーシングは、ランプ位置調整用のターゲットが設けられるとともに、このターゲットを前記貫通穴と前記放電ランプの輝点が形成されるべき箇所とを通過する仮想線上にて視認できるように放電ランプの位置調整を行うための位置調整手段が設けられたことを特徴とする光源装置。
2. 前記ターゲットは、前記反射鏡が前記仮想線に交わる箇所にその像が投影されるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記ターゲットは、前記仮想線上に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
4. 前記貫通穴は、少なくとも２個設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
5. 前記貫通穴は、少なくとも４個設けられたことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の光源装置。
6. ケーシング内に放電ランプと反射鏡が配置され、当該放電ランプから放射された光を反射鏡によってケーシング外に配置されたインテグレーターレンズの端部に集光させる光源装置において、
   前記反射鏡は、視認用の貫通穴およびランプ位置調整用のターゲットが設けられ、
   前記ケーシングは、このターゲットを前記仮想線上に視認できるように放電ランプの位置調整を行うための位置調整手段が設けられたことを特徴とする光源装置。
   
   
   
   

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