JP3854805B2 - Lamp unit for liquid crystal projector - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lamp unit of a liquid crystal projector, and more particularly to a lamp optical axis adjustment mechanism.
[0002]
[Prior art]
There is a liquid crystal projector that irradiates light onto a liquid crystal panel driven by a video signal and projects transmitted light modulated by the video signal onto a screen. A lamp is used as a light source for irradiating light to the liquid crystal panel of the projector. The characteristics of the lamp used require close brightness to a point light source and high brightness and high light efficiency. A compact and high-performance high-pressure mercury lamp that meets this characteristic has been developed, contributing to the miniaturization and high brightness of LCD projectors.
[0003]
By the way, any lamp has a lifetime, and the luminance gradually decreases as the lighting time elapses. For example, in the case of a 150W high-pressure mercury lamp used in a liquid crystal projector, the accumulated lighting is about 1500 hours (4H / day, 200 days / year, about 2 years). Have a lifetime of. Although it depends on the frequency of use of the liquid crystal projector, if it is used for 2 to 5 years, the lamp needs to be replaced.
[0004]
In the case of a liquid crystal projector, it is not necessary to simply replace the lamp like a lamp for a film projector or a fluorescent lamp for room illumination. This is because in the case of a liquid crystal projector, if the lamp optical axis and the optical axis of the projector optical system do not match each other accurately, illuminance decreases and color unevenness is caused.
FIG. 6 shows an example of an optical system of a liquid crystal projector including a lamp unit. In the figure, 61 is a lamp with a reflector, 62 is a lamp holder, 63 is a lamp optical axis, 64 is a spring for fixing the lamp, and 65 is two or three of the four corners between the reflector reference plane and the lamp holder 62. The provided spacer, 66 is a lamp unit mounting portion, 67 is a projector optical system, 68 is an optical axis of the projector optical system, and 69 is a polarization conversion element.
As shown in FIG. 7, the reflector-equipped lamp 61 has a lamp bulb 71 as a light source, electrodes 72 and 73 attached to the rear end and the front end, and a reflector 74 that reflects and focuses light from the light source. The lamp bulb 71 and the reflector 74 are fixed to each other at the
Conventionally, the projector optical system
[Problems to be solved by the invention]
[0005]
However, at present, there is a variation in the fixing accuracy of the
In order to solve this problem, a spacer 65 is inserted into the
[0006]
Another method is to adjust the angle of the lamp mounting part to align the optical axis. However, even if the optical axis can be adjusted for the first time, it must be readjusted if the lamp is replaced. After all, there was a problem that adjustment was difficult and time was required. The difficulty in adjusting the optical axis as described above is also a problem that it is difficult for the end user to replace the lamp. The present invention has been made to solve the above problems, and easily aligns the optical axis of the projector optical system prepared as an adjustment jig and the optical axis of the lamp without removing the lamp unit from the projector optical system main body. An object of the present invention is to provide a lamp unit of a liquid crystal projector device that can supply a lamp unit that has been adjusted in advance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The lamp unit according to
[0008]
According to the lamp unit of the first aspect, since the lamp holding portion can be fixed at a desired angle in the horizontal direction with respect to the base portion , the optical axis can be adjusted without removing the lamp from the lamp holding portion .
[0009]
The lamp unit according to
[0010]
According to the lamp unit of
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to develop an optical axis adjustment mechanism that facilitates lamp replacement of the liquid crystal projector apparatus, various analyzes have been made on the causes of performance deterioration such as illuminance reduction and color unevenness due to optical axis deviation. As a result, the
[0012]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a disassembled perspective view showing a lamp mounting optical axis adjusting mechanism. FIGS. 2, 3, 4, and 5 respectively show a lamp unit lamp holding portion, a lamp unit base portion, a lamp unit mounting portion, and an optical axis. It is an enlarged view of the window part for adjustment. 2 to 5, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
In the figure, 1 is a lamp with a reflector, 2 is a lamp optical axis, 3 is a lamp fixing spring, 4 is a lamp holding part, 5 is a notch for holding a spring, 6 is a hook, 7 is a rotating shaft hole for adjusting the optical axis, 8 is an elongated hole for fixing the lamp holding part to the base part, 9 is a fixing screw, 10 is a notch for adjusting the optical axis, 11 is a base part, 12 is a rotating shaft for optical axis adjustment, and 13 is a lamp holding part. A female screw for fixing, 14 a positioning pin for the lamp unit mounting portion, 15 a fixing hole for the lamp unit mounting portion, 16 a fixing screw for the lamp unit mounting portion, 17 a lamp unit mounting portion, 18 Is a positioning pin insertion hole for the
[0013]
The main part of the lamp unit includes a
[0014]
Hereinafter, details will be described in order. As shown in FIG. 2, the lamp with
[0015]
The assembly and adjustment of each part will be described. First, in assembling the lamp unit, the
[0016]
In this state, the
When the optimum condition is obtained, a Phillips screwdriver is inserted from the lamp holder fixing screw driver insertion hole 21 of the lamp unit mounting portion 17, and the lamp
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the optical axis can be adjusted without removing the lamp unit from the optical system main body, the number of work steps required for the adjustment can be greatly reduced. Further, since it becomes possible to supply the lamp unit with the optical axis adjusted, the user only has to replace the lamp unit, and the optical axis adjustment is not required at all.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a lamp mounting optical axis adjusting mechanism showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a lamp holding portion of FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a lamp unit base portion of FIG. 1;
4 is an enlarged view of a lamp unit mounting portion of FIG. 1. FIG.
5 is an enlarged view of the optical axis adjusting notch portion of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a conventional optical system and lamp unit structure.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a lamp structure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
17 Lamp
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