JP4604784B2 - 光源装置及びそれを備えたプロジェクタ - Google Patents

Description

この発明は、光源装置及びそれを備えたプロジェクタに関する。

画像表示素子の表示画像を投影するプロジェクタは、プロジェクタケース内に、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズと、光源装置と、前記光源装置からの出射光を前記画像表示素子に入射させる光源側光学系とを設けた構成となっている（特許文献１参照）。

このプロジェクタには、光源ランプとリフレクタとからなり、前記光源ランプからの放射光を前記リフレクタにより反射して前方に出射する光源部を備えた光源装置が用いられており、この光源装置は、前記光源部の中心軸を前記光源側光学系の軸線に一致させて配置されている。

なお、前記プロジェクタの光源装置には、前記光源部の中心軸を前記光源側光学系の軸線に一致させるために、前記光源部を、その中心軸に垂直な面に沿った互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とに移動可能に支持したものもある（特許文献２参照）。
特開２００３―１４９５９９号公報 特開２００３―３３０１１４号公報

前記光源装置の光源部は、光源ランプから放射され、リフレクタにより反射された出射光の光軸が前記光源部の中心軸に一致するように設計されているが、前記光源部の組立て誤差によりリフレクタに対する光源ランプの位置がずれると、光源部からの出射光の光軸が光源部の中心軸からずれる。

そして、前記光源装置を前記光源部の中心軸を前記光源側光学系の軸線に一致させて配置しているプロジェクタにおいては、前記光源部からの出射光の光軸が光源部の中心軸からずれていると、その出射光が前記光源側光学系にその軸線に対してずれた方向から入射するため、前記光源部からの出射光の一部が前記光源側光学系に入射せずに無駄になり、前記光源部からの出射光の利用効率が低下するだけでなく、前記光源側光学系を介して前記画像表示素子の表示領域に入射する光が部分的に暗くなり、前記画像表示素子の表示に輝度むらが生じて投影画像の品質が悪くなる。

なお、光源部を、その中心軸に垂直な面に沿った互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とに移動可能に支持した光源装置は、前記光源部のＸ，Ｙ軸方向への移動により光源部の中心軸の位置を調整し、前記光源部からの出射光を効率良く前記光源側光学系に入射させるようにすることができる。

しかし、この光源装置は、光源部をＸ，Ｙ軸方向、つまり光源部の中心軸に対して垂直な方向に平行移動させるものであるため、前記光源部からの出射光の光軸と前記光源側光学系の軸線との斜め方向のずれは補正することができず、そのために、この光源装置を用いたプロジェクタでも、画像表示素子の表示に輝度むらが生じて投影画像の品質が悪くなる。

この発明は、光源ランプと凹面リフレクタとからなる光源部を、その出射光の光軸を任意の光出射方向に向けて支持することができる光源装置を提供するとともに、その光源装置を備えたプロジェクタを提供することを目的としたものである。

この発明の光源装置は、光源ランプと凹面リフレクタとからなり、前記光源ランプからの放射光を前記リフレクタにより反射して前方に光源部と、前記光源部を支持する光源部支持部材と、所定位置に設けられ、前記光源部支持部材を支持するベース部材とを備え、前記光源部支持部材は、ベース部材との間に、前記光源部の中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持させる支点部を有し、前記支点部は、球体からなっており、その一方の面と他方の面をベース部材と前記光源部支持部材とにそれぞれ設けられた円形孔または球面状凹部からなる球体受け部に摺動可能に当接されて前記ベース部材と光源部支持部材との間に挟持されているとともに、前記光源部支持部材の傾動中心を囲む多角形の各角部に対応する部分にそれぞれ、その部分において前記光源部支持部材を前記ベース部材方向に締付け、その締付け力調整により前記光源部支持部材の傾き方向及び傾き角を調整する締付け手段を設けたことを特徴とする。

この光源装置は、前記光源部のリフレクタを、前記光源ランプからの放射光を前記光源部の中心軸の延長線上の一点に集光する方向に反射する楕円球面リフレクタとし、前記光源部の出射側に、前記光源部からの出射光を一端面から入射させ、その光を導いて他端面から均一な強度分布の光を出射する導光ロッドを、その入射端面を前記光源部からの出射光の集光点付近に位置させて配置するとともに、前記光源部支持部材を、前記各締付け手段の締付け力調整により、前記光源部からの出射光の光軸が前記導光ロッドの中心軸に略一致するように傾き方向及び傾き角を調整されるように設けるのが望ましい。

また、この光源装置においては、前記光源部支持部材を前記ベース部材方向に締付ける支持部材固定手段を、工具により回される締付けねじとし、この締付けねじを、前記ベース部材と光源部支持部材の一方に設けたねじ挿通孔を通して前記ベース部材と光源部支持部材の他方に設けたねじ孔に螺合させるのが望ましい。

その場合は、前記締付けねじにそれぞれ、コイルばねを遊嵌させ、そのコイルばねを、前記ベース部材と前記光源部支持部材との間に圧縮状態で挟持させるのが好ましい。

この発明のプロジェクタは、
プロジェクタケース内に、
入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子と、
前記画像表示素子の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズと、
光源ランプとリフレクタとからなり、前記光源ランプからの放射光を前記リフレクタにより反射して前方に出射する光源部と、前記光源部を支持する光源部支持部材と、所定位置に設けられ、前記光源部支持部材を支持するベース部材とを備え、前記光源部支持部材は、ベース部材との間に、前記光源部の中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持させる支点部を有し、前記支点部は、球体からなっており、その一方の面と他方の面をベース部材と前記光源部支持部材とにそれぞれ設けられた円形孔または球面状凹部からなる球体受け部に摺動可能に当接されて前記ベース部材と光源部支持部材との間に挟持されているとともに、前記光源部支持部材の傾動中心を囲む多角形の各角部に対応する部分にそれぞれ、その部分において前記光源部支持部材を前記ベース部材方向に締付け、その締付け力調整により前記光源部支持部材の傾き方向及び傾き角を調整する締付け手段を設けたことを特徴とする光源装置と、
前記光源装置からの出射光を前記画像表示素子に入射させる光源側光学系とを設けたことを特徴とする。

このプロジェクタにおいて、前記光源装置は、前記光源部のリフレクタを、前記光源ランプからの放射光を前記光源部の
中心軸の延長線上の一点に集光する方向に反射する楕円球面リフレクタとし、前記光源部の出射側に、前記光源部からの出射光を一端面から入射させ、その光を導いて他端面から均一な強度分布の光を出射する導光ロッドを、その入射端面を前記光源部からの出射光の集光点付近に位置させて配置するとともに、前記光源部支持部材を、前記各締付け手段の締付け力調整により、前記光源部からの出射光の光軸が前記導光ロッドの中心軸に略一致するように傾き方向及び傾き角を調整されるように設けるのが望ましい。

また、このプロジェクタにおいては、前記プロジェクタケースの底面に、蓋板の取外しにより開口されるランプ交換口を設け、そのランプ交換口に、前記光源装置のベース部材を、光源部支持部材及び光源部と一緒に前記プロジェクタケース外に取出し可能に取付けるのが望ましい。

その場合は、前記光源装置の光源部支持部材をベース部材方向に締付ける締付け手段を、工具により回される締付けねじとし、この締付けねじを、前記ベース部材に設けたねじ挿通孔を通して前記光源部支持部材に設けたねじ孔に螺合させるのが好ましい。

この発明の光源装置は、光源ランプと凹面リフレクタとからなる光源部を光源部支持部材に支持させ、前記光源部支持部材を所定位置に設けたベース部材に、前記光源部の中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持させるとともに、前記光源部支持部材の傾動中心を囲む多角形の各角部に対応する部分にそれぞれ、その部分において前記光源部支持部材を前記ベース部材方向に締付け、その締付け力調整により前記光源部支持部材の傾き方向及び傾き角を調整する締付け手段を設けたものであるため、前記光源部を、その出射光の光軸を任意の光出射方向に向けて支持することができる。

この光源装置は、前記光源部のリフレクタを、前記光源ランプからの放射光を前記光源部の中心軸の延長線上の一点に集光する方向に反射する楕円球面リフレクタとし、前記光源部の出射側に、前記光源部からの出射光を一端面から入射させ、その光を導いて他端面から均一な強度分布の光を出射する導光ロッドを、その入射端面を前記光源部からの出射光の集光点付近に位置させて配置するとともに、前記光源部支持部材を、前記各締付け手段の締付け力調整により、前記光源部からの出射光の光軸が前記導光ロッドの中心軸に略一致するように傾き方向及び傾き角を調整されるように設けるのが望ましく、このようにすることにより、前記光源部からの出射光を前記導光ロッドに効率良く入射させ、この導光ロッドにより強度分布を均一化された光を出射させることができる。

また、前記光源部支持部材は、前記ベース部材に、球面または円錐面を有する支点部を介して全周方向に傾動可能に支持させるのが望ましく、このようにすることにより、前記光源部支持部材の支持構造を簡単にし、光源装置の製造コストを低減することができる。

その場合は、前記光源部支持部材を傾動可能に支持する支点部を球体とし、この球体を、その一方の面と他方の面を前記ベース部材と前記光源部支持部材とにそれぞれ設けた円形孔または球面状凹部からなる球体受け部に摺動可能に当接させて前記ベース部材と光源部支持部材との間に挟持するのが好ましく、このようにすることにより、前記光源部支持部材の支持構造を簡単にするとともに、前記光源部支持部材を、全周方向に安定に傾動させることができる。

また、この光源装置においては、前記光源部支持部材を前記ベース部材方向に締付ける支持部材固定手段を、工具により回される締付けねじとし、この締付けねじを、前記ベース部材と光源部支持部材の一方に設けたねじ挿通孔を通して前記ベース部材と光源部支持部材の他方に設けたねじ孔に螺合させるのが望ましく、このようにすることにより、光源装置をさらに低コストに製造することができる。

その場合は、前記締付けねじにそれぞれ、コイルばねを遊嵌させ、そのコイルばねを、前記ベース部材と前記光源部支持部材との間に圧縮状態で挟持させるのが好ましく、このようにすることにより、振動等による前記締付けねじの緩みを無くし、前記光源部支持部材を、調整された傾き状態を維持することができる。

この発明のプロジェクタは、プロジェクタケース内に、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズと、光源ランプと凹面リフレクタとからなる光源部を光源部支持部材に支持させ、前記光源部支持部材を所定位置に設けたベース部材に、前記光源部の中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持させるとともに、前記光源部支持部材の傾動中心を囲む多角形の各角部に対応する部分にそれぞれ、その部分において前記光源部支持部材を前記ベース部材方向に締付け、その締付け力調整により前記光源部支持部材の傾き方向及び傾き角を調整する締付け手段を設けた光源装置と、前記光源装置からの出射光を前記画像表示素子に入射させる光源側光学系とを設けたものであり、前記光源装置は上述したように、前記光源部をその出射光の光軸を任意の光出射方向に向けて支持することができるため、前記光源装置からの出射光を効率良く前記光源側光学系に入射させ、その光を前記画像表示素子の表示領域全体に入射させることができ、したがって、前記画像表示素子に輝度むらの無い高品質の画像を表示させ、その画像を投影することができる。

このプロジェクタにおいて、前記光源装置は、前記光源部のリフレクタを、前記光源ランプからの放射光を前記光源部の中心軸の延長線上の一点に集光する方向に反射する楕円球面リフレクタとし、前記光源部の出射側に、前記光源部からの出射光を一端面から入射させ、その光を導いて他端面から均一な強度分布の光を出射する導光ロッドを、その入射端面を前記光源部からの出射光の集光点付近に位置させて配置するとともに、前記光源部支持部材の傾き方向及び傾き角を、前記各締付け手段の締付け力調整により、前記光源部からの出射光の光軸が前記導光ロッドの中心軸に略一致するように傾き方向及び傾き角を調整するようにするのが望ましく、このようにすることにより、前記光源部からの出射光を前記導光ロッドに効率良く入射させ、前記光源装置から前記導光ロッドにより強度分布を均一化された光を出射させることができるため、前記画像表示素子により高品質の画像を表示させ、その画像を投影することができる。

また、このプロジェクタにおいては、前記プロジェクタケースの底面に、蓋板の取外しにより開口されるランプ交換口を設け、そのランプ交換口に、前記光源装置のベース部材を、前記光源部支持部材及び光源部と一緒に前記プロジェクタケース外に取出し可能に取付けるのが望ましく、このようにすることにより、前記光源装置の光源ランプの交換を容易に行なうことができる。

その場合は、前記光源装置の光源部支持部材をベース部材方向に締付ける締付け手段を、工具により回される締付けねじとし、この締付けねじを、前記ベース部材に設けたねじ挿通孔を通して前記光源部支持部材に設けたねじ孔に螺合させるのが好ましく、このようにすることにより、前記締付けねじの締付け力調整を、前記ランプ交換口を利用してプロジェクタケース外から行なうことができる。

図１〜図７はこの発明の一実施例を示しており、図１及び図２はプロジェクタの斜視図及び水平面に沿う断面図、図３は前記プロジェクタの光源装置配置部の垂直面に沿う拡大断面図、図４は図３のIV−IV線に沿う断面図、図５は前記光源装置の平面図、図６は前記光源装置の光源部の底面図、図７は図３のVII部の拡大断面図である。

まず、図１及び図２に示したプロジェクタについて説明すると、このプロジェクタは、薄箱状のプロジェクタケース１内に、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子１１と、前記画像表示素子１１の表示画像を図示しない外部の投影面に投影する投影レンズ１２と、前記画像表示素子１１に入射させる光を出射する光源装置１４と、前記光源装置１４からの出射光を前記画像表示素子１１に入射させる光源側光学系３２とを設けたものである。

前記投影レンズ１２はズーミングレンズであり、プロジェクタケース１の左右いずれか一方の側面の近傍に、レンズ光軸をプロジェクタケース１の前後方向に向けるとともに、出射端をプロジェクタケース１の前面に設けられた投影窓２に対向させ、ズーミング操作部１３を前記プロジェクタケース１の側面に設けられたズーミング用開口３に対応させて配置されている。

前記画像表示素子１１は、その表示面から入射した光を反射して前記表示面から出射する反射型表示素子であり、この実施例では、複数のマイクロミラー（図示せず）が行方向及び列方向にマトリックス状に配列した表示エリアを有するマイクロミラー表示素子を用いている。以下、この反射型画像表示素子１１をマイクロミラー表示素子という。

このマイクロミラー表示素子１１は、その正面方向に対して一方の方向に傾いた入射方向から所定の入射角で入射した光の反射方向を、前記複数のマイクロミラーの傾き方向の切換えにより前記正面方向と斜め方向とに制御して画像を表示するものであり、前記投影レンズ１２の後方に、正面方向に反射される画像光の出射方向を投影レンズ１２の入射端に向けて配置されている。

そして、前記光源装置１４は、前記プロジェクタケース１内のマイクロミラー表示素子１１及び投影レンズ１２の配置側とは反対側、つまり前記マイクロミラー表示素子１１から出射して投影レンズ１２に入射する画像光の光路の側方に配置されており、この光源装置１４と前記マイクロミラー表示素子１１との間に、前記光源装置１４からの出射光をマイクロミラー表示素子１１にその表示面から入射させる光源側光学系３２が設けられている。

また、前記プロジェクタケース１のマイクロミラー表示素子１１及び投影レンズ１２が配置された側の側面には外気を取込む吸気部５が設けられ、その反対側、つまり光源装置１４が配置された側の側面には内部の空気を排出する排気部６が設けられており、プロジェクタケース１内には、前記排気部６に対応させて、プロジェクタケース１内の空気を強制排気するための複数台の空冷ファン７ａ，７ｂ，７ｃが配置されている。

さらに、前記プロジェクタケース１の上面には放音部８とキーボード９が設けられており、プロジェクタケース１内には、前記放音部８に対応させて図示しないスピーカが配置されるとともに、前記マイクロミラー表示素子１１、投影レンズ１２、光源装置１４及び光源側光学系３２の配置部を避けて、電源部、表示素子駆動回路、光源駆動回路、スピーカ駆動回路、ファン駆動回路等を備えた制御ユニット１０が配置されている。

次に、前記プロジェクタの光源装置１４について説明すると、この光源装置１４は、図２〜図６に示したように、光源ランプ１６と前面が開放する凹面リフレクタ１７とからなり、前記リフレクタ１７内に配置された前記光源ランプ１６からの放射光を前記リフレクタ１７により集光方向に反射してその前面の開放部から前方に出射する光源部１５を備えている。

前記光源部１５の光源ランプ１６は、例えば超高圧水銀ランプであり、その軸線が光源部１５の中心軸、つまり前記リフレクタ１７の中心軸に一致するように位置決めして前記リフレクタ１７内に配置され、その一端部をリフレクタ後端の中心に設けられたランプ挿通孔に挿通されて、前記リフレクタ１７の後端の中心部の外側に設けられたランプ支持部１８に支持されている。

前記リフレクタ１７は、耐熱性ガラスからなるリフレクタ本体の内周面または外周面に反射膜（図示せず）を設けたガラスリフレクタであり、その反射面は、前記光源ランプ１６からの放射光を前記光源部１５の中心軸（リフレクタ１７の中心軸）の延長線上の一点に集光する方向に反射してリフレクタ前面の開放部から前方に出射する楕円球面に形成されている。

また、前記光源部１５は、前記リフレクタ１７の開放部の周縁から前方に張出す筒状の防爆カバー１９と、この防爆カバー１９の前端の開口部に設けられた透明な防爆ガラス２０とを備えており、前記防爆ガラス２０は、防爆カバー１９の開口部に嵌装され、前記防爆カバー１９の開口縁にビス止めされた防爆ガラス押え２１により固定されている。

前記防爆ガラス押え２１は、前記光源部１５からの出射光のうち、前記リフレクタ１７により集光方向に反射された光を透過させ、前記光源ランプ１６から直接前記リフレクタ１７の開放部に向かって放射されて集光されることなく出射した広がり角の大きい不要光を遮断するものであり、前記防爆ガラス２０の外面全体を覆う面積を有し、前記光源部１５からのリフレクタ１７により集光方向に反射された出射光が入射する部分にその光の透過孔２１ａが設けられたアルミニウム板等の遮光板からなっている。

また、この実施例では、前記光源ランプ１６から放射され、前記リフレクタ１７により集光方向に反射された光のうち、前記防爆ガラス２０のガラス面で反射されてリフレクタ１７内に戻った光が光源ランプ１６に集光して前記光源ランプ１６をさらに昇熱させるのを防ぐため、前記防爆ガラス２０を前記光源部１５の中心軸に対して斜めに傾けて設けている。

なお、図では省略しているが、前記防爆カバー１９の周面には、プロジェクタケース１内を流れる冷却空気をリフレクタ１７及び防爆カバー１９内に流してその内部を空冷するための吸気口及び排気口が設けられている。

さらに、図では省略しているが、前記光源ランプ１６の両端にはそれぞれ、この光源ランプ１６を前記制御ユニット１０の光源駆動回路に接続するためのリード線が接続されており、そのうち、リフレクタ１７内側のランプ端に接続されたリード線は、リフレクタ１７の一部に設けられたリード通し孔からリフレクタ１７外に導出されている。

また、この光源装置１４は、前記光源ランプ１６と凹面リフレクタ１７及び防爆ガラス２０を備えた防爆カバー１９とからなる光源部１５を支持する光源部支持部材２４と、所定位置に設けられ、前記光源部支持部材２４を支持するベース部材２６とを備えている。

前記光源部支持部材２４とベース部材２６はそれぞれ、ステンレス鋼板または硬質樹脂板等の硬質板であり、前記光源部支持部材２４は、前記光源部１５の長さと同程度かあるいはそれよりも僅かに大きい長さと前記光源部１５の幅よりも大きい幅を有する矩形板状に形成されている。

そして、前記光源部支持部材２４は、その板面を前記光源部１５の中心軸と平行にして水平に配置されており、前記光源部１５は、前記光源部支持部材２４の上に、光源部ホルダ２５を介して支持されている。

なお、前記光源部ホルダ２５は、前記光源部支持部材２４の上面に固定された足板と、この足板上に立設された前記リフレクタ１７の開放部に対応する開口を有する光源部固定板とからなっており、前記光源部は、前記リフレクタ１７の開放端及び前記防爆カバー１９のリフレクタ側端部の外周にそれぞれ設けられたフランジ部の間に前記光源部固定板を挟持し、前記リフレクタ１７と防爆カバー１９の両方のフランジ部をボルトにより締付けることにより前記光源部固定板に固定されている。

また、前記ベース部材２６は、前記光源部支持部材２４よりも僅かに大きい外形を有する矩形板状に形成されており、前記光源部支持部材２４の下側、つまり光源部１５とは反対側に、前記光源部支持部材２４の板面に対向させて配置されている。

そして、前記光源部支持部材２４は、前記ベース部材２６に、前記光源部１５の中心軸上の一点に対応させて設けられた球面を有する支点部を介して、前記中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持されている。

この実施例では、前記光源部支持部材２４を傾動可能に支持する支点部を鋼球からなる球体２７とし、この球体２７を、その一方の面と他方の面を前記ベース部材２６と前記光源部支持部材２４とにそれぞれ設けた前記球体２７よりも僅かに小径な円形孔からなる球体受け部２６ａ，２４ａに摺動可能に当接させて前記ベース部材２６と光源部支持部材２４との間に挟持させることにより、前記ベース部材２６に前記光源部支持部材２４を全周方向に傾動可能に支持させている。

また、前記光源部支持部材２４の傾動中心を囲む任意の形状の多角形、例えば三角形の各角部に対応する部分にはそれぞれ、その部分において前記光源部支持部材２４を前記ベース部材２６方向に締付け、その締付け力調整により前記光源部支持部材２４の傾き方向及び傾き角を調整する締付け手段が設けられている。

この支持部材固定手段は、ドライバー等の工具により回される締付けねじ２８であり、図７に示したように、前記ベース部材２６に設けられたねじ挿通孔２６ｂを通して前記光源部支持部材２４に設けられたねじ孔２４ｂに螺合されている。なお、前記ねじ挿通孔２６ｂは、前記締付けねじ２８を前記光源部支持部材２４の傾動にともなって自由に傾動させるため、締付けねじ２８の径よりもある程度大径に形成されている。

さらに、前記各締付けねじに２８にはそれぞれ、コイルばね２９が遊嵌されており、そのコイルばね２９は、前記ベース部材２６と前記光源部支持部材２４との間に圧縮状態で挟持されている。

一方、前記プロジェクタケース１の底面には、前記光源部１５の配置部に対応させて、蓋板１ｂの取外しにより開口されるランプ交換口１ａが設けられており、前記光源装置１４のベース部材２６は、前記ランプ交換口１ａに、ビス止め等の手段により、前記光源部支持部材２４及び光源部１５と一緒にプロジェクタケース１外に取出し可能に取付けられている。

さらに、前記光源装置１４は、前記光源部１５の出射側に配置された導光ロッド３０を備えている。この導光ロッド３０は、前記マイクロミラー表示素子１１の表示エリアに対応する断面形状を有する角棒体または角筒体からなっており、その一端面から入射した光をロッド外周面と外気（空気）との界面またはロッド外周面に形成された反射膜により反射しながら導いて他端面から均一な強度分布の光を出射する。

前記導光ロッド３０は、そのロッド中心を、前記ベース部材２６をプロジェクタケース底面のランプ交換口１ａに取付けたときの前記球体２７の真上位置におけるリフレクタ中心高さに略一致させ、この導光ロッド３０の入射端面を前記光源部１５からの前記リフレクタ１７による反射光の集光点付近に位置させて水平に配置されている。

そして、前記光源部支持部材２４は、前記各締付けねじ２８の締付け力調整により、前記光源部１５からの出射光の光軸Ｏが前記導光ロッド３０の中心軸に略一致するように傾き方向及び傾き角を調整される。

また、前記光源装置１４は、前記光源部１５及び前記導光ロッド３０の配置部の上方及び側方を囲んで配置された光源ハウジング３１を備えている。この光源ハウジング３１は、アルミニウム板等の金属板を角筒体の一側面を開放させた溝型形状に加工したものであり、その開放面を下方に向けてプロジェクタケース１内に配置され、前記開放面の両側の縁部を前記プロジェクタケース１の底面板にビス止め等の手段により固定されている。

前記光源装置１４は、前記光源ランプ１６と凹面リフレクタ１７及び防爆ガラス２０を備えた防爆カバー１９とからなる光源部１５を光源部支持部材２４に支持させ、前記光源部支持部材２４を所定位置、つまりプロジェクタケース１の底面のランプ交換口１ａに設けたベース部材２６に、前記光源部１５の中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持させるとともに、前記光源部支持部材２４の傾動中心を囲む三角形の各角部に対応する部分にそれぞれ、その部分において前記光源部支持部材２４を前記ベース部材２６方向に締付け、その締付け力調整により前記光源部支持部材２４の傾き方向及び傾き角を調整する締付けねじ２８を設けたものであるため、前記光源部１５を、その出射光の光軸Ｏを任意の光出射方向に向けて支持することができる。

すなわち、前記光源部１５は、光源ランプ１６から放射され、リフレクタ１７により反射された出射光の光軸が前記光源部１５の中心軸に一致するように設計されており、そのために光源ランプ１６は、上述したように、その軸線が光源部１５の中心軸に一致するように位置決めして前記リフレクタ１７内に配置されている。

しかし、前記光源ランプ１６は、その一端部を前記リフレクタ１７の後端の中心部に片持ち状態で支持されるため、光源部１５の組立て誤差によりリフレクタ１７に対する光源ランプ１６の位置がずれ、光源部１５からの出射光の光軸Ｏが前記光源部１５の中心軸からずれることがあり、このように出射光の光軸Ｏが中心軸からずれた光源部１５を、前記中心軸を所定の光出射方向に向けて固定したのでは、光源部１５からの出射光の光軸Ｏが前記所定の光出射方向と一致しなくなる。

それに対して、この実施例の光源装置１４は、前記光源部１５を支持させた光源部支持部材２４を所定位置に設けたベース部材２６に、前記光源部１５の中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持させ、前記光源部支持部材２４の傾き方向及び傾き角を、その傾動中心を囲む三角形の各角部に対応する部分にそれぞれ設けた締付けねじ２８の締付け力調整により調整するようにしているため、前記光源部支持部材２４の傾き方向及び傾き角の調整により、前記光源部１５を、その出射光の光軸Ｏを任意の光出射方向に向けて支持することができる。

そして、この光源装置１４は、前記光源部１５のリフレクタ１７を、前記光源ランプ１６からの放射光を前記光源部１５の中心軸の延長線上の一点に集光する方向に反射する楕円球面リフレクタとし、前記光源部１５の出射側に、前記光源部１５からの出射光を一端面から入射させ、その光を導いて他端面から均一な強度分布の光を出射する導光ロッド３０を、その入射端面を前記光源部１５からの出射光の集光点付近に位置させて配置するとともに、前記光源部支持部材２４の傾き方向及び傾き角を、前記各締付けねじ２８の締付け力調整により、前記光源部１５からの出射光の光軸Ｏが前記導光ロッド３０の中心軸に略一致するように調整するようにしているため、前記光源部１５からの出射光を前記導光ロッド３０に効率良く入射させ、この導光ロッド３０により強度分布を均一化された光を出射させることができる。

また、この光源装置１４は、前記光源部支持部材２４を、前記ベース部材２６に、球面を有する支点部を介して全周方向に傾動可能に支持させているため、前記光源部支持部材２４の支持構造を簡単にし、光源装置１４の製造コストを低減することができる。

すなわち、上記実施例の光源装置１４は、前記光源部支持部材２４を傾動可能に支持する支点部を球体２７とし、この球体２７を、その一方の面と他方の面を前記ベース部材２６と前記光源部支持部材２４とにそれぞれ設けた円形孔からなる球体受け部２６ａ，２４ａに摺動可能に当接させて前記ベース部材２６と光源部支持部材２４との間に挟持させることにより、前記ベース部材２６に前記光源部支持部材２４を全周方向に傾動可能に支持させているため、前記光源部支持部材２４の支持構造を簡単にするとともに、前記光源部支持部材を、全周方向に安定に傾動させることができる。

また、この光源装置１４は、前記光源部支持部材２４を前記ベース部材２６方向に締付ける支持部材固定手段を、工具により回される締付けねじ２８とし、この締付けねじ２８を、前記ベース部材２６に設けたねじ挿通孔２６ｂを通して前記光源部支持部材２４に設けたねじ孔２４ｂに螺合させているため、光源装置１４をさらに低コストに製造することができる。

そして、この光源装置１４は、前記締付けねじ２８にそれぞれ、コイルばね２９を遊嵌させ、そのコイルばね２９を、前記ベース部材２６と前記光源部支持部材２４との間に圧縮状態で挟持させているため、振動等による前記締付けねじ２８の緩みを無くし、前記光源部支持部材２４を、調整された傾き状態を維持することができる。

前記光源装置１４は、図２に示したように、前記プロジェクタケース１内に、この光源装置１４からの光の出射方向を、前記マイクロミラー表示素子１１から出射して投影レンズ１２に入射する画像光の光路に向けて配置されている。

また、前記光源装置１４からの出射光を前記マイクロミラー表示素子１１に入射させる光源側光学系３２は、前記光源装置１４から前記導光ロッド３０により強度分布を均一化されて出射した光を平行光に補正するコンデンサレンズ３３と、前記コンデンサレンズ３３からの出射光を反射して前記マイクロミラー表示素子１１にその表示面から所定の入射角（マイクロミラー表示素子１１の正面方向に対して一方の方向に傾いた入射角）で入射させる反射板３４とにより構成されており、前記コンデンサレンズ３３は、前記マイクロミラー表示素子１１から出射して投影レンズ１２に入射する画像光の光路と前記光源装置１４との間に配置され、前記反射板３４は、前記画像光の光路を挟んで前記光源装置１４の配置側とは反対側に配置されている。

さらに、このプロジェクタは、前記マイクロミラー表示素子１１にフィールドシーケンシャル表示によりカラー画像を表示させるため、前記光源装置１４からの出射光を赤、緑、青の３色の単位色に順次着色するカラーホィール３５を備えている。

このカラーホィール３５は、赤、緑、青の３色のカラーフィルタ（図示せず）を周方向に交互に並べて設けた回転板からなっており、その中心をホィール回転モータ３６の回転軸に固定されている。

前記カラーホィール３５は、前記モータ３６により高速で回転駆動されて前記光源装置１４からの出射光を赤、緑、青の３色の単位色に順次着色するものであり、この実施例では、このカラーホィール３５を、前記光源装置１４の光源部１５と導光ロッド３０との間に、カラーホィール３５の回転中心から一方の側を前記光源部１５からの出射光の光路と交差させて配置している。

さらに、この実施例では、前記カラーホィール３５の入射側面（光源部１５側の面）に近接させて、前記光源部１５からの出射光のうち、前記リフレクタ１７により集光方向に反射された光を透過させて前記カラーホィール３５に入射させ、前記リフレクタ１７による反射光とは異なる方向に向かう光、つまり光源ランプ１６から直接リフレクタ１７の開放部に向かって放射されて集光されることなく出射した広がり角の大きい不要光を遮断するカラーホィールカバー３７を設けている。

このカラーホィールカバー３７は、前記カラーホィール３５よりも若干大径な円板部とその周縁部に形成された前記カラーホィール３５の外周を囲む環状縁とからなるステンレス鋼板等の遮光板であり、その円板部の一部に、前記光源部１５からの出射光のうちのリフレクタ１７による反射光を透過させる光透過孔３７ａが設けられている。

そして、このプロジェクタは、前記光源装置１４から前記カラーホィール３５により着色されて出射した赤、緑、青の３色の単位色光を順次マイクロミラー表示素子１１に入射させるとともに、前記マイクロミラー表示素子１１の各画素に、前記赤、緑、青の３色の単位色光の入射期間に対応させて赤、緑、青の３色の単位色画像データを順次書込むことにより、前記マイクロミラー表示素子１１に赤、緑、青の３色の単位色画像を順次表示させ、その単位色画像を順次外部の投影面に投影して赤、緑、青の３色の単位色画像が重なって見えるフルカラー画像を投影面に表示する。

なお、この実施例では、前記カラーホィール３５を前記光源装置１４の光源部１５と導光ロッド３０との間に配置しているが、このカラーホィール３５は、他の位置、例えば前記光源装置１４の出射側（導光ロッド３０の出射側）と前記光源側光学系３２のコンデンサレンズ３３との間に配置してもよい。

このプロジェクタは、プロジェクタケース１内に、入射光の出射を制御して画像を表示するマイクロミラー表示素子１１と、前記マイクロミラー表示素子１１の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズ１２と、光源ランプ１６と凹面リフレクタ１７及び防爆ガラス２０を備えた防爆カバー１９とからなる光源部１５を光源部支持部材２４に支持させ、前記光源部支持部材２４を所定位置に設けたベース部材２６に、前記光源部１５の中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持させるとともに、前記光源部支持部材２４の傾動中心を囲む三角形の各角部に対応する部分にそれぞれ、その部分において前記光源部支持部材２４を前記ベース部材２６方向に締付け、その締付け力調整により前記光源部支持部材２４の傾き方向及び傾き角を調整する締付けねじ２８を設けた光源装置１４と、前記光源装置１４からの出射光を前記マイクロミラー表示素子１１に入射させる光源側光学系３２とを設けたものであり、前記光源装置１４は上述したように、前記光源部１５をその出射光の光軸Ｏを任意の光出射方向に向けて支持することができるため、前記光源装置１４からの出射光を効率良く前記光源側光学系３２に入射させ、その光を前記マイクロミラー表示素子１１の表示領域全体に入射させることができ、したがって、前記マイクロミラー表示素子１１に輝度むらの無い高品質の画像を表示させ、その画像を投影することができる。

この実施例のプロジェクタは、前記光源装置１４を、前記光源部１５のリフレクタ１７を光源ランプ１６からの放射光を前記光源部１５の中心軸の延長線上の一点に集光する方向に反射する楕円球面リフレクタとし、前記光源部１５の出射側に、前記光源部１５からの出射光を一端面から入射させ、その光を導いて他端面から均一な強度分布の光を出射する導光ロッド３０をその入射端面を前記光源部１５からの出射光の集光点付近に位置させて配置するとともに、前記光源部支持部材２４を、前記各締付けねじ２８の締付け力調整により前記光源部１５からの出射光の光軸Ｏが前記導光ロッド３０の中心軸に略一致するように傾き方向及び傾き角を調整されるように設けているため、前記光源部１５からの出射光を前記導光ロッド３０に効率良く入射させ、前記光源装置１４から前記導光ロッド３０により強度分布を均一化された光を出射させることができ、したがって、前記マイクロミラー表示素子１１により高品質の画像を表示させ、その画像を投影することができる。

また、このプロジェクタにおいては、前記プロジェクタケース１の底面に、蓋板１ｂの取外しにより開口されるランプ交換口１ａを設け、そのランプ交換口１ａに、前記光源装置１４のベース部材２６を、前記光源部支持部材２４及び光源部１５と一緒にプロジェクタケース１外に取出し可能に取付けているため、前記光源装置１４の光源ランプ１６の交換を容易に行なうことができる。

なお、前記光源装置１４の光源ランプ１６の交換は、プロジェクタケース１外において、前記光源部支持部材２４上の光源部ホルダ２５から前記光源部１５のリフレクタ１７を取外して行なわれる。

そして、このプロジェクタは、前記光源装置１４の光源部支持部材２４をベース部材２６方向に締付ける締付け手段を、工具により回される締付けねじ２８とし、この締付けねじ２８を、前記ベース部材２６に設けたねじ挿通孔２６ｂを通して前記光源部支持部材２４に設けたねじ孔２４ｂに螺合させているため、前記締付けねじ２８の締付け力調整を、前記ランプ交換口１ａを利用してプロジェクタケース１外から行なうことができる。

なお、上記実施例の光源装置１４では、光源部支持部材２４を傾動可能に支持する球体２７を、その一方の面と他方の面をベース部材２６と前記光源部支持部材２４とにそれぞれ設けられた円形孔からなる球体受け部２６ａ，２４ａに摺動可能に当接させて前記ベース部材２６と光源部支持部材２４との間に挟持させているが、前記球体受け部２６ａ，２４ａは、球面状の凹部としてもよく、また前記球体２７は、前記ベース部材２６と光源部支持部材２４の一方に溶接または接着等の手段により固定し、他方に摺動可能に当接させてもよい。

また、前記光源部支持部材２４は、前記ベース部材２６と光源部支持部材２４の一方に球面または円錐面を有する突起状の支点部を設け、その支点部の球面または円錐面の頂部に前記ベース部材２６と光源部支持部材２４の他方を当接させることにより傾動可能に支持してもよい。

さらに、上記実施例の光源装置１４では、締付けねじ２８を、前記ベース部材２６に設けたねじ挿通孔２６ｂを通して光源部支持部材２４に設けたねじ孔２４ｂに螺合させているが、前記締付けねじ２８は、上記実施例と逆に、光源部支持部材２４に設けたねじ挿通孔を通してベース部材２６に設けたねじ孔に螺合させてもよい。

また、前記ベース部材２６に前記光源部支持部材２４を締付ける手段は、前記締付けねじ２８に限らず、例えば前記光源部支持部材２４を回転カムまたは支持部材当接面を斜面に形成した摺動部材等によりベース部材２６側に押付ける機構でもよい。

さらにまた、上記実施例の光源装置１４は、前記光源部支持部材２４の傾動中心を囲む三角形の各角部に対応する部分に締付け手段を設けたものであるが、前記締付け手段は、前記光源部支持部材２４の傾動中心を囲む四角形またはそれ以上の多角形の各角部に対応する部分に設けてもよい。

また、上記実施例のプロジェクタは、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子としてマイクロミラー表示素子１１を用いたものであるが、前記画像表示素子は反射型液晶表示素子でもよく、さらに、前記画像表示素子を透過型液晶表示素子とし、その後側に前記光源装置１４を配置してもよい。

さらに、前記画像表示素子は、各画素にそれぞれ対応させて赤、緑、青のカラーフィルタを設けたカラー画像を表示する液晶表示素子でもよく、その場合は上述したカラーホィール３５は不要である。

この発明の一実施例を示すプロジェクタの斜視図。 前記プロジェクタの水平面に沿う断面図。 前記プロジェクタの光源装置配置部の垂直面に沿う拡大断面図。 図３のIV−IV線に沿う断面図。 前記光源装置の平面図。 前記光源装置の光源部の底面図。 図３のVII部の拡大断面図。

符号の説明

１…プロジェクタケース、１ａ…ランプ交換口、１ｂ…蓋板、１１…マイクロミラー表示素子（画像表示素子）、１２…投影レンズ、１４…光源装置、１５…光源部、１６…光源ランプ、１７…リフレクタ、１９…防爆カバー、２０…防爆ガラス、２４…光源部支持部材、２４ａ…球体受け部、２４ｂ…ねじ孔、２６…ベース部材、２６ａ…球体受け部、２６ｂ…ねじ挿通孔、２７…球体（支点部）、２８…締付けねじ（締付け手段）、２９…コイルばね、３０…導光ロッド、３２…光源側光学系、３５…カラーホィール。

Claims (8)

1. 光源ランプとリフレクタとからなり、前記光源ランプからの放射光を前記リフレクタにより反射して前方に出射する光源部と、前記光源部を支持する光源部支持部材と、所定位置に設けられ、前記光源部支持部材を支持するベース部材とを備え、
   前記光源部支持部材は、ベース部材との間に、前記光源部の中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持させる支点部を有し、前記支点部は、球体からなっており、その一方の面と他方の面をベース部材と前記光源部支持部材とにそれぞれ設けられた円形孔または球面状凹部からなる球体受け部に摺動可能に当接されて前記ベース部材と光源部支持部材との間に挟持されているとともに、前記光源部支持部材の傾動中心を囲む多角形の各角部に対応する部分にそれぞれ、その部分において前記光源部支持部材を前記ベース部材方向に締付け、その締付け力調整により前記光源部支持部材の傾き方向及び傾き角を調整する締付け手段を設けたことを特徴とする光源装置。
2. 光源部のリフレクタは、光源ランプからの放射光を前記光源部の中心軸の延長線上の一点に集光する方向に反射する楕円球面リフレクタであり、前記光源部の出射側に、前記光源部からの出射光を一端面から入射させ、その光を導いて他端面から均一な強度分布の光を出射する導光ロッドが、その入射端面を前記光源部からの出射光の集光点付近に位置させて配置されており、光源部支持部材は、各締付け手段の締付け力調整により、前記光源部からの出射光の光軸が前記導光ロッドの中心軸に略一致するように傾き方向及び傾き角を調整されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 光源部支持部材をベース部材方向に締付ける支持部材固定手段は、工具により回される締付けねじであり、前記ベース部材と光源部支持部材の一方に設けられたねじ挿通孔を通して前記ベース部材と光源部支持部材の他方に設けられたねじ孔に螺合されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
4. 締付けねじにそれぞれ、コイルばねが遊嵌されており、そのコイルばねが、ベース部材と前記光源部支持部材との間に圧縮状態で挟持されていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. プロジェクタケース内に、
   入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子と、
   前記画像表示素子の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズと、
   光源ランプとリフレクタとからなり、前記光源ランプからの放射光を前記リフレクタにより反射して前方に出射する光源部と、前記光源部を支持する光源部支持部材と、所定位置に設けられ、前記光源部支持部材を支持するベース部材とを備え、前記光源部支持部材は、ベース部材との間に、前記光源部の中心軸上の一点に対応する部分を中心として全周方向に傾動可能に支持させる支点部を有し、前記支点部は、球体からなっており、その一方の面と他方の面をベース部材と前記光源部支持部材とにそれぞれ設けられた円形孔または球面状凹部からなる球体受け部に摺動可能に当接されて前記ベース部材と光源部支持部材との間に挟持されているとともに、前記光源部支持部材の傾動中心を囲む多角形の各角部に対応する部分にそれぞれ、その部分において前記光源部支持部材を前記ベース部材方向に締付け、その締付け力調整により前記光源部支持部材の傾き方向及び傾き角を調整する締付け手段を設けたことを特徴とする光源装置と、
   前記光源装置からの出射光を前記画像表示素子に入射させる光源側光学系とを設けたことを特徴とするプロジェクタ。
6. 光源装置の光源部のリフレクタは、光源ランプからの放射光を前記光源部の中心軸の延長線上の一点に集光する方向に反射する楕円球面リフレクタであり、前記光源部の出射側に、前記光源部からの出射光を一端面から入射させ、その光を導いて他端面から均一な強度分布の光を出射する導光ロッドが、その入射端面を前記光源部からの出射光の集光点付近に位置させて配置されており、光源部支持部材は、各締付け手段の締付け力調整により、前記光源部からの出射光の光軸が前記導光ロッドの中心軸に略一致するように傾き方向及び傾き角を調整されることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
7. プロジェクタケースの底面に、蓋板の取外しにより開口されるランプ交換口が設けられており、そのランプ交換口に、光源装置のベース部材が、光源部支持部材及び光源部と一緒に前記プロジェクタケース外に取出し可能に取付けられていることを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ。
8. 光源装置の光源部支持部材をベース部材方向に締付ける締付け手段は、工具により回される締付けねじであり、前記ベース部材に設けられたねじ挿通孔を通して前記光源部支持部材に設けられたねじ孔に螺合されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。

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