JP4182540B2 - ランプユニット及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、液晶プロジェクタ等の光学装置のバックライト用光源として用いられるランプユニットに関するもので、特に光学装置の光源支持部材に対して光学的に正確に取付けることができるように改良されたランプユニットに関する。
【０００２】
【関連技術】
最近、液晶プロジェクタ等の光学装置のバックライト用光源として、ガラス又はセラミックからなる凹面反射鏡の内部に高圧放電ランプを固定したランプユニットが使用されている。
【０００３】
かかるランプユニットの一例として、図３Ａ及び図３Ｂに示すような構造のものが知られている（特表2000−515311号公報参照）。
【０００４】
このランプユニットは、略四角形の開口部を有するガラス製の凹面反射鏡１０と、凹面反射鏡１０の内部に固定された高圧放電ランプ１１と、凹面反射鏡１０の前面縁部１２に取付けられた透光板１３とで構成されている。前記高圧放電ランプ１１は、凹面反射鏡１０の後部に一体的に形成された筒状のネック部１４に対してランプの一端を接着剤１５で固定することにより、凹面反射鏡１０の光学軸Ｚ−Ｚ上に固定されている。また、前記透光板１３は、その内側平坦面を凹面反射鏡１０の前面縁部１２に形成された平坦部又は段部１６に対して接着剤１７を介して固定することにより、凹面反射鏡１０に取付けられている。さらに、前記凹面反射鏡１０の前面縁部１２の四隅には、透光板１３の取付け位置を規制する突起部１８が形成してある。この突起部１８は透光板１３の厚み寸法より大きな高さ寸法を有しており、透光板１３の外側平坦面より前方に突出している。
【０００５】
かかるランプユニットを光学装置の光源支持部材に取付ける場合は、凹面反射鏡１０の前面縁部１２に形成した突起部１８を、光学装置の光源支持部材１９に形成された溝部２０に嵌め込んで、光学装置に対するランプユニットの光学的調整（optical alignment）を行うようにしている。
【０００６】
しかし、かかる構造のランプユニットには次のような問題点があった。第一に、凹面反射鏡に形成された突起部を光源支持部材の溝部に嵌め込む構造であるため、前記突起部や溝部を高い精度で形成しないと正確な光学的調整ができない。したがって、ランプユニットや光源支持装置の製造・加工に時間と費用がかかるという問題がある。第二に、凹面反射鏡に形成された突起部は透光板の厚み寸法より大きな高さ寸法を有するため、ランプユニットの組立に際して凹面反射鏡を取り扱っている時に突起部が破損し易いという問題がある。突起部が破損すると正確な光学的調整に支障を来すことはいうまでもない。
【０００７】
前記のような問題を解決するために図４Ａ・図４Ｂに示すような構造のランプユニットが提案されている。
【０００８】
このランプユニットは、凹面反射鏡１０の前面縁部１２に透光板１３の厚み寸法より小さな高さ寸法を有する、透光板１３の取付け位置を規制するための突起部２１を形成したものである。前記透光板１３は、図３Ａ・図３Ｂの場合と同様に、その内側平坦面を凹面反射鏡１０の前面縁部１２に形成された平坦部又は段部１６に対して接着剤１７を介して固定することにより、凹面反射鏡１０に取付けられている。なお、その他の部分は図３Ａ・図３Ｂの場合と殆ど同じであるため、同一の符号を付して説明を省略する。かかるランプユニットを光学装置の光源支持部材に取付ける場合は、凹面反射鏡１０の前面縁部１２の平坦面を、光学装置の光源支持部材１９の平坦部に押し当てて固定することにより、光学装置に対するランプユニットの光学的調整を行うようにしている。
【０００９】
しかし、かかる構造のランプユニットにも次のような難点がある。すなわち、光学装置の光源支持部材に対するランプユニットの取付けは、凹面反射鏡の前面縁部の平坦面を利用して行うが、同平坦面には透光板の取付け位置を規制するための突起部が形成してあるため、光源支持部材に押し当てる部分の面積が狭くならざるを得ない。したがって、凹面反射鏡の前面縁部や光源支持部材を精度良く加工しておかないと正確な光学的調整が困難になる。
【００１０】
また、図３Ａ・図３Ｂ及び図４Ａ・図４Ｂに示したの何れのランプユニットも、組立時において、凹面反射鏡１０に対して高圧放電ランプ１１を固定する場合に、凹面反射鏡１０の後部に一体的に形成された筒状のネック部１４から後方に突出させた高圧放電ランプ１１の末端部を保持したうえ、凹面反射鏡全体を動かして高圧放電ランプ１１の中心軸を凹面反射鏡１０の光学軸に一致させなければならないので、この調整作業が難しく手間がかかるという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記関連技術における諸問題を解決して、光源支持装置に対して容易にしかも光学的に正確に取付けることができるだけでなく、組立・加工や取扱いも簡単である等の特長を有するランプユニットを提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記課題を解決するために次のような手段を用いる。先ず、ランプユニットを光学装置の光源支持部材に取付ける場合に、凹面反射鏡の前面縁部に取付けた透光板の外側平坦面を光源支持部材の平坦部に押し当てて取付けることにより、前記光源支持部材に対するランプユニットの光学的調整を行うように構成する。しかし、このような構成とした場合、透光板と凹面反射鏡との間に接着剤を介在させて両者を結合すると、正確な光学的調整ができなくなる場合が生じる。すなわち、図５に示すように、凹面反射鏡１０の前面縁部１２に接着剤１７を介して透光板１３を取付ける場合、接着剤１７の偏り等によって透光板１３が凹面反射鏡１０の光学軸に対して傾斜してしまうことがあり、かかる場合に透光板１３の外側平坦面を光源支持部材１９の平坦部に押し当てて固定しても正確な光学的調整はできない。そこで、本発明では、例えば図６に示すように、透光板１０１の内側平坦面を、凹面反射鏡１０２の前面縁部１０３の平坦部又は段部に対して接着剤を介在させずに接触させたうえ、接触させた部分以外の部分において透光板１０１と凹面反射鏡１０２を接着剤１０４で結合させる。そして、透光板１０１の外側平坦面を光源支持部材１０５の平坦部に押し当ててランプユニットを光源支持部材１０５に固定する。図６は透光板１０１の最大径部分が凹面反射鏡１０２の最大径部分より小さい場合を示したが、図７のように、透光板１０１の最大径部分が凹面反射鏡１０２の最大径部分と等しい場合や、図８のように、透光板１０１の最大径部分が凹面反射鏡１０２の最大径部分より大きい場合においても本発明を適用することができる。また、図６の例では凹面反射鏡１０２の前面縁部１０３に透光板１０１の厚み寸法より小さい高さ寸法を有する位置決め用の突起部（図示せず）を形成してある。この突起部と透光板１０１との間を接着剤で結合するように構成することもできる。かかる構成については、図１Ａ・図１Ｂ及び図２Ａ・図２Ｂに示すような具体的実施例として後述する。
【００１３】
また、本発明では上記のような手段と共に次のような手段を用いる。すなわち、関連技術では図３Ｂ又は図４Ｂのように凹面反射鏡１０の後部に一体的に形成されていた筒状のネック部１４に代えて、凹面反射鏡１０２の後部に一体的に形成された短くて狭い第１ネック部１０６ａとその第１ネック部１０６ａの後端に固定される筒状で広い第２ネック部１０６ｂによってネック部を構成する。前記第２ネック部１０６ｂには高圧放電ランプ１０７の一端が接着剤又はメカニカル手段によって固定される。そして、前記第２ネック部１０６ｂは接着剤又はメカニカル手段によって前記第１ネック部１０６ａに固定される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１Ａ及び図１Ｂは本発明の一つの具体的実施例としてのランプユニットを示す。
【００１５】
このランプユニットはガラス製の凹面反射鏡１０２と、その凹面反射鏡１０２の内部に固定された高圧放電ランプ１０７と、前記凹面反射鏡１０２の前面縁部１０３に取付けられた透光板１０１とを備えている。前記凹面反射鏡１０２は略四角形の前面開口部を有し、同前面開口部から側壁にかけて冷却用の切込部１０８が形成してある。さらに、前記凹面反射鏡１０２の前面縁部１０３の四隅には透光板１０１の位置決め用の突起部１０９が形成されている。この実施例では前記突起部１０９の形状は略三日月形であるが、これに代えて適当な形状例えば丸形、角形その他の形状とすることもできる。前記透光板１０１は、その内側平坦面を凹面反射鏡１０２の前面縁部１０３に形成した段部１１０に対して接着剤を介在させずに接触させるとともに、同透光板１０１の側縁部を接着剤１０４で前記突起部１０９に結合することにより凹面反射鏡１０２に固定されている。なお、前記のように、凹面反射鏡１０２の前面縁部１０３に透光板１０１の位置決め用の突起部１０９を形成した場合は、この突起部１０９と透光板１０１とを接着剤１０４で結合することもできる。そして、これらの構造においては、前記透光板１０１の外側平坦面を光学装置の光源支持部材１０５の平坦部に押し当てて同光源支持部材１０５に固定するように構成されている。
【００１６】
このような構成のランプユニットでは、前記透光板１０１の内側平坦面を凹面反射鏡１０２の前面縁部１０３に形成した段部１１０に対して接着剤を介在させずに接触させるので、接着剤の偏りにより透光板１０１が凹面反射鏡１０２の光学軸に対して傾斜するようなことはない。したがって、透光板１０１の外側平坦面を光源支持部材１０５の平坦部に押し当てて固定することにより凹面反射鏡１０２の光学軸方向の光学的調整を簡単かつ正確に行うことができる。かかる構成においては、凹面反射鏡１０２の前面縁部１０３に形成した突起部１０９は単に透光板１０１の取付け位置を規制する役割を果たすだけであり、光学的調整には何ら寄与しないことは明らかであろう。
【００１７】
さらにこの実施例では、これまで凹面反射鏡１０２の後部に一体的に形成されていた筒状のネック部に代えて、凹面反射鏡１０２の後部に一体的に形成された短くて狭い第１ネック部１０６ａとその第１ネック部１０６ａの後端に固定される筒状で広い第２ネック部１０６ｂによってネック部を構成する。前記第２ネック部１０６ｂには高圧放電ランプ１０７の一端が接着剤によって固定される。そして、前記第２ネック部１０６ｂは接着剤によって前記第１ネック部１０６ａに固定される。
【００１８】
このような構成にすると、ランプユニットの組立に際して、凹面反射鏡１０２に対して高圧放電ランプ１０７を固定する場合に、先ず高圧放電ランプ１０７の一方の端部を第２ネック部１０６ｂに対して接着剤又はメカニカル手段により固定し、次に第２ネック部１０６ｂを保持したうえ、全長が短い凹面反射鏡１０２を動かして高圧放電ランプ１０７の中心軸を凹面反射鏡１０２の光学軸に一致させることができる。したがって、これまでのように、凹面反射鏡の後部に一体的に形成した筒状のネック部から後方に突出させた高圧放電ランプの末端部を保持したうえ、全長の長い凹面反射鏡を動かして光学軸の調整作業を行う場合に比較して、極めて簡単かつ正確な調整が可能である。したがって、前記したランプユニットの支持構造と相俟ってランプユニットの光学的調整の精度を高めることができるという利点を有する。
【００１９】
図２Ａ及び図２Ｂは本発明の他の具体的実施例としてのランプユニットを示す。
【００２０】
このランプユニットにおいては、凹面反射鏡１０２は冷却用の切込部を有しない。また、凹面反射鏡１０２の前面縁部１０３の全周にわたって突起部または段部１１１が形成してあり、この突起部又は段部１１１に対して透光板１０１の側縁部を接着剤１０４により結合してある。その他の点は前記図１Ａ・図１Ｂの実施例と同じ構成であるため、同一部分については前記図１Ａ・図１Ｂの場合と同一の符号を付して説明を省略する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るランプユニットは次のような利点を有する。第一に、ランプユニットの透光板の外側平坦面を光学装置の光源支持部材の平坦部に押し当てて光源支持部材に取付けるだけで光学装置の光学軸方向に対する正確な光学的調整ができる。これは、透光板の内側平坦面を凹面反射鏡の前面縁部に形成された平坦部又は段部に対して接着剤を介在させずに接触させてあるので、凹面反射鏡の光学軸に対して透光板が傾斜するようなことがないからである。また、凹面反射鏡後部のネック部を二つの部分で構成し、凹面反射鏡に対するランプ固定の際の光学的調整を容易にしてあるからである。第二に、凹面反射鏡の前面縁部に形成された透光板の取付け位置規制用の突起部は透光板の厚み寸法より小さい高さ寸法を有するので、凹面反射鏡の成型時の材料が少なくて済み製造コストを低減することができる。また、成型後の取扱いにおいて突起部が損傷するようなことも少ない。第三に、透光板の外側平坦面を光学装置の光源支持部材に押し当ててランプユニットを光源支持部材に取付けるようにしたので、取付け作業が極めて簡単である。しかも、透光板の外側平坦面の周辺はランプ光の透過に影響がない限りかなり広く利用できるので、凹面反射鏡の前面縁部や光源支持部材をそれほど高精度で加工しなくて済むという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の一実施例を示すランプユニットの正面図である。
【図１Ｂ】図１ＡにおけるＳ−Ｓ部分の断面図である。
【図２Ａ】本発明の他の実施例を示すランプユニットの正面図である。
【図２Ｂ】図２ＡにおけるＳ−Ｓ部分の断面図である。
【図３Ａ】従来技術の実施例を示すランプユニットの正面図である。
【図３Ｂ】図３ＡにおけるＳ−Ｓ部分の断面図である。
【図４Ａ】本発明の関連技術の実施例を示すランプユニットの正面図である。
【図４Ｂ】図４ＡにおけるＳ−Ｓ部分の断面図である。
【図５】ランプユニットを支持装置に取り付ける場合の光学的問題点を説明するための、ランプユニットの断面図である。
【図６】本発明に係るランプユニットの基本的構成を説明するための、ランプユニットの断面図の一部である。
【図７】本発明に係るランプユニットの他の基本的構成を説明するための、ランプユニットの断面図の一部である。
【図８】本発明に係るランプユニットの更に他の基本的構成を説明するための、ランプユニットの断面図の一部である。
【符号の説明】
１０：凹面反射鏡
１１：高圧放電ランプ
１２：前面縁部
１３：透光板
１４：ネック部
１５：接着剤
１６：段部
１７：接着剤
１８：突起部
１９：光源支持部材
２０：溝部
２１：突起部
１０１：透光板
１０２：凹面反射鏡
１０４：接着剤
１０５：光源支持部材
１０６ａ：第１ネック部
１０６ｂ：第２ネック部
１０７：高圧放電ランプ
１０８：冷却用切込部
１０９：接着剤
１１０：段部
１１１：突起部

Claims (13)

1. 凹面反射鏡と、その凹面反射鏡の内部に固定された高圧放電ランプと、前記凹面反射鏡の前面縁部に取付けられた平板状の透光板とを備えてなるランプユニットにおいて、
   前記透光板の内側平坦面を凹面反射鏡の前面縁部に形成された平坦部又は段部に当接し、前記透光板と前記凹面反射鏡との境界部であって前記高圧放電ランプからみて外側の境界部において前記透光板と前記凹面反射鏡とを接着剤で結合させてあり、
   前記透光板の外側平坦面を光学装置の光源支持部材の平坦部に押し当てて光源支持部材に対して取付けるように構成されたことを特徴とするランプユニット。
2. 前記凹面反射鏡の後部にはネック部が形成されており、該ネック部は、該凹面反射鏡の後部に一体的に形成された短くて狭い筒状の第１ネック部と、その第１ネック部とは分離した広い筒状の第２ネック部とからなり、前記第２ネック部には高圧放電ランプが固定されており、かつ該第２ネック部が前記第１ネック部の後端に当接されて固定されていることを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。
3. 凹面反射鏡の前面縁部には、透光板の厚み寸法より小さい高さ寸法を有する、透光板の取付け位置規制用の突起部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のランプユニット。
4. 凹面反射鏡は略四角形の前面縁部を有し、該凹面反射鏡の前面縁部の四隅に透光板の取付け位置規制用の突起部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のランプユニット。
5. 凹面反射鏡は略四角形の前面縁部を有し、該凹面反射鏡の前面縁部に透光板の取付け位置規制用の突起部が適数個形成されていることを特徴とする請求項３に記載のランプユニット。
6. 凹面反射鏡の前面開口部から側壁にかけて冷却用の切込部が形成してあることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のランプユニット。
7. 凹面反射鏡は略四角形の前面縁部を有し、該凹面反射鏡の前面縁部の全周に突起部を形成した段部が設けてあることを特徴とする請求項３に記載のランプユニット。
8. 凹面反射鏡には冷却用の切込部が形成されていないことを特徴とする請求項７に記載のランプユニット。
9. 透光板の最大径部分が凹面反射鏡の最大径部分より小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２の記載のランプユニット。
10. 透光板の最大径部分が凹面反射鏡の最大径部分と等しいことを特徴とする請求項１又は請求項２の記載のランプユニット。
11. 透光板の最大径部分が凹面反射鏡の最大径部分より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２の記載のランプユニット。
12. ランプユニットの製造方法であって、
    凹面反射鏡の前面縁部に形成された平坦部又は段部に平板状の透光板の内側平坦面を、該透光板の外側平坦面が最前部となるように、当接する工程、及び
    前記当接する工程の後に、前記透光板と前記凹面反射鏡との境界部を、前記当接によって画定される空間の外側から接着剤で結合する工程
    を含む製造方法。
13. 請求項１２記載の製造方法であって、さらに、
    前記凹面反射鏡とは独立した第２ネック部に高圧放電灯を貫通・固定する工程、
    前記凹面反射鏡の後部に一体的に形成され、前記第２ネック部よりも径の小さい筒状の第１ネック部の後端に前記第２ネック部を当接する工程、及び
    前記第２ネック部を保持し、前記凹面反射鏡を動かして前記高圧放電灯の中心軸と該凹面反射鏡の光学軸とを一致させる工程
    を含む製造方法。

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