JP5472721B2 - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、光源装置及びこれを用いたプロジェクタに関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更にメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として発光ダイオードやレーザーダイオード、あるいは、有機ＥＬ、蛍光体等を用いる種々のプロジェクタの開発が多々なされている。

例えば、特開２００４−３４１１０５号公報（特許文献１）では、蛍光体が周方向に敷設された蛍光ホイールと、紫外領域の光を発する発光ダイオードと、を備えた光源装置の提案がなされている。この特許文献１の光源装置は、蛍光ホイールに紫外光を照射して蛍光体を励起させ、この蛍光体から発した光を光源光として利用する構成とされている。

また、本願出願人は、先の出願において、青色レーザー発光器と、反射面上に緑色蛍光体層が敷設されてなる蛍光発光領域、及び、開口部分に拡散透過板が敷設されてなる拡散透過領域、が周方向に並設された蛍光ホイールと、赤色発光ダイオードと、を備える光源ユニットについての提案をしている。この提案では、赤色発光ダイオードからの射出光を赤色波長帯域の光源光とし、青色レーザー発光器からの射出光を励起光として発光した緑色蛍光体層からの射出光を緑色波長帯域の光源光とし、青色レーザー発光器からの射出光が拡散透過された拡散透過板からの射出光を青色波長帯域の光源光としている。

特開２００４−３４１１０５号公報

上述した本願出願人の提案の発明において、蛍光光の光量を増加させるためには、励起光の出力を大きくする必要がある。そして、励起光の出力を大きくする方法としては、複数の発光ダイオードを使用する方法があるが、この場合、励起光源の輝点が増加することとなるために、照度むらや明るさのばらつきが発生する虞があり、複数の励起光源の位置調整を行う必要があった。また、励起光源以外の光源についても位置調整を行う場合があった。

本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、集光レンズの位置を調整する光源装置及びこれを用いることにより照度むらや明るさのばらつきを抑止したプロジェクタを提供することを目的としている。

本発明に係るプロジェクタの光源装置は、光源から射出される光の指向性を高める集光レンズと、前記集光レンズの外周を保持するレンズ取付枠と、前記光源の円周部を覆うように保持するとともに、前記光源の発光部側で前記レンズ取付枠を前記集光レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能に保持する光源保持体と、前記レンズ取付枠を前記集光レンズの光軸方向に移動しないように前記光源保持体とで挟持する仮押え板と、を有し、前記光源保持体には、前記レンズ取付枠を前記集光レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能な調整部と、該調整部による前記レンズ取付枠の移動を保持させる弾性部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るプロジェクタの光源装置における前記調整部は、前記集光レンズの光軸に対して直交する方向に複数設けられていることを特徴とする。

さらに、本発明に係るプロジェクタの光源装置における前記複数の調整部は、前記レンズ取付枠の外周に接するように配置され、前記レンズ取付枠の外周に接する前記弾性部と対向する位置に配置されていることを特徴とする。

そして、本発明に係るプロジェクタの光源装置における前記調整部は２箇所に設けられ、前記両調整部は、前記両調整部は、前記レンズ取付枠を配置する前記光源保持体のレンズ枠穴の中心で交わる角度が９０度から１２０度となる位置に配置されることを特徴とする。

また、本発明に係るプロジェクタの光源装置は、前記光源保持体の受け面に前記レンズ取付枠を当接させ、前記仮押え板で挟持することにより、前記集光レンズの光軸方向の位置を固定させることを特徴とする。

さらに、本発明に係るプロジェクタの光源装置は、前記仮押え板の上から前記光源保持体と一体化させるレンズ取付枠押え板をさらに備えることを特徴とする。

そして、本発明に係るプロジェクタの光源装置における前記弾性部は、複数の前記レンズ取付枠を保持できるように連設していることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、上述の光源装置と、光源側光学系と、投影画像を生成する表示素子と、投影画像を投影する投影側光学系と、プロジェクタ制御手段と、を備える。

本発明によれば、レンズ取付枠に集光レンズを固定し、そのレンズ取付枠を保持する光源保持体にセットして、調整部と弾性部とにより支持し、調整部を作動させてレンズ取付枠を自在に位置調整することにより、集光レンズの位置を調整する光源装置及びこれを用いることにより照度むらや明るさのばらつきを抑止したプロジェクタを提供することができる。

本発明の実施例に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。 本発明の実施例に係るプロジェクタの機能回路ブロックを示す図である。 本発明の実施例に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施例に係る光源装置の調整ユニットの斜視図である。 本発明の実施例に係る光源装置の調整ユニットの発光面側から見た図である。 本発明の実施例に係る光源装置の調整ユニットのレンズ枠穴中心を結ぶ面の断面図である。 本発明の実施例に係る光源装置の調整ユニットの中央横断面図である。 本発明の実施例に係る光源装置の調整前の調整ユニットの発光面側から見た図である。 本発明の実施例に係る光源装置の調整前の調整ユニットの側面図である。 本発明に係る光源装置の調整前の調整ユニットのレンズ枠穴間の断面図である。 本発明の実施例に係る光源装置の調整時の調整ユニットの発光面側から見た図である。 本発明の実施例に係る光源装置の調整時の調整ユニットの側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について述べる。プロジェクタ10の光源装置は、光源である励起光源71から射出される光の指向性を高める集光レンズであるコリメータレンズ73と、コリメータレンズ73の外周を保持するレンズ取付枠74と、励起光源71の円周部を覆うように保持するとともに励起光源71の発光部側でレンズ取付枠74をコリメータレンズ73の光軸に対して直交する方向に移動可能に保持する光源保持体79と、レンズ取付枠74をコリメータレンズ73の光軸方向に移動しないように光源保持体79とで挟持する仮押え板であるレンズ取付枠押え88と、を有する。そして、光源保持体79には、レンズ取付枠74をコリメータレンズ73の光軸に対して直交する方向に移動可能な調整部である調整螺子85と、該調整螺子85によるレンズ取付枠74の移動を保持させる弾性部であるレンズ取付枠係止ばね86と、を備える。

また、調整螺子85は、コリメータレンズ73の光軸に対して直交する方向に複数設けられている。

さらに、複数の調整螺子85は、レンズ取付枠74の外周に接するように配置され、レンズ取付枠74の外周に接するレンズ取付枠係止ばね86と対向する位置に配置されている。

そして、調整螺子85は、２箇所に設けられ、両調整螺子85は、レンズ取付枠74を配置する光源保持体79のレンズ枠穴79bの中心で交わる角度が９０度から１２０度となる位置に配置される。

また、光源保持体79の受け面にレンズ取付枠74を当接させ、レンズ取付枠押え88で挟持することにより、コリメータレンズ73の光軸方向の位置を固定させる。

さらに、レンズ取付枠押え88の上から光源保持体79と一体化させるレンズ取付枠押え板とされる押え板89をさらに備える。

そして、弾性部であるレンズ取付枠係止ばね86は、複数のレンズ取付枠74を保持できるように連設している。

そして、プロジェクタ10は、上述の光源装置と、光源側光学系140と、投影画像を生成する表示素子51と、投影画像を投影する投影側光学系220と、プロジェクタ制御手段と、を備えるものである。

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施例において、プロジェクタ10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

そして、プロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

また、筐体の上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニットや表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。さらに、図示しない下面パネルにおける正面、背面、左側及び右側パネルの近傍にも、吸気孔あるいは排気孔が複数形成されている。

次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２のブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成され、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。

また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。

表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源ユニット60から射出された光線束を導光光学系を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、後述する投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

また、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。

制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

筐体の上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。

なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。

また、制御部38は、光源制御手段としての光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源ユニット60から射出されるように、光源ユニット60の励起光照射装置、赤色光源装置及び青色光源装置の発光を個別に制御する。

さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源ユニット60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源ユニット60を備えている。さらに、プロジェクタ10は、光源ユニット60と左側パネル15との間に光学系ユニット160を備えている。

光源ユニット60は、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される励起光照射装置70と、この励起光照射装置70から射出される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光装置100と、この蛍光発光装置100から射出される光線束と平行となるように正面パネル12の近傍に配置される青色光源装置300と、励起光照射装置70と蛍光発光装置100との間に配置される赤色光源装置120と、蛍光発光装置100からの射出光や赤色光源装置120からの射出光、青色光源装置300からの射出光の光軸が夫々同一の光軸となるように変換して各色光を所定の一面であるライトトンネル175の入射口に集光する光源側光学系140と、を備える。

励起光照射装置70は、背面パネル13と光軸が平行になるよう配置された励起光源71と、励起光源71からの射出光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する反射ミラー群75と、反射ミラー群75で反射した励起光源71からの射出光を集光する集光レンズ78と、励起光源71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク81と、を備える。

励起光源71は、３行８列の計２４個の青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されており、各青色レーザーダイオードの光軸上には、各青色レーザーダイオードからの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ73が夫々配置されている。また、反射ミラー群75は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、励起光源71から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ78に射出する。

ヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81とによって励起光源71が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75や集光レンズ78が冷却される。

蛍光発光装置100は、正面パネル12と平行となるように、つまり、励起光照射装置70からの射出光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を回転駆動するホイールモータ110と、蛍光ホイール101から背面パネル13方向に射出される光線束を集光する集光レンズ群111と、を備える。

蛍光ホイール101は、円板状の金属基材であって、励起光源71からの射出光を励起光として緑色波長帯域の蛍光発光光を射出する環状の蛍光発光領域が凹部として形成され、励起光を受けて蛍光発光する蛍光板として機能する。また、蛍光発光領域を含む蛍光ホイール101の励起光源71側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成され、この反射面上に緑色蛍光体の層が敷設されている。

そして、蛍光ホイール101の緑色蛍光体層に照射された励起光照射装置70からの射出光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接励起光源71側へ、あるいは、蛍光ホイール101の反射面で反射した後に励起光源71側へ射出される。また、蛍光体層の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層に入射し、蛍光体を励起することとなる。よって、蛍光ホイール101の凹部の表面を反射面とすることにより、励起光源71から射出される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。

なお、蛍光ホイール101の反射面で蛍光体層側に反射された励起光において蛍光体に吸収されることなく励起光源71側に射出された励起光は、後述する第一ダイクロイックミラー141を透過し、蛍光光は第一ダイクロイックミラー141により反射されるため、励起光が外部に射出されることはない。そして、ホイールモータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光ホイール101が冷却される。

赤色光源装置120は、励起光源71と光軸が平行となるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの射出光を集光する集光レンズ群125と、を備える。そして、この赤色光源装置120は、励起光照射装置70からの射出光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。また、赤色光源121は、赤色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての赤色発光ダイオードである。さらに、赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。

青色光源装置300は、蛍光発光装置100からの射出光の光軸と平行となるように配置された青色光源301と、青色光源301からの射出光を集光する集光レンズ群305と、を備える。そして、この青色光源装置300は、赤色光源装置120からの射出光と光軸が交差するように配置されている。また、青色光源301は、青色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての青色発光ダイオードである。さらに、青色光源装置300は、青色光源301の正面パネル12側に配置されるヒートシンク310を備える。そして、ヒートシンク310と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって青色光源301が冷却される。

そして、光源側光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせるダイクロイックミラー等からなる。具体的には、励起光照射装置70から射出される青色波長帯域光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する第一ダイクロイックミラー141が配置されている。

また、青色光源装置300から射出される青色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色波長帯域光を透過し、緑色及び赤色波長帯域光を反射してこの緑色及び赤色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二ダイクロイックミラー148が配置されている。そして、第一ダイクロイックミラー141と第二ダイクロイックミラー148との間には、集光レンズが配置されている。さらに、ライトトンネル175の近傍には、ライトトンネル175の入射口に光源光を集光する集光レンズ173が配置されている。

光学系ユニット160は、励起光照射装置70の左側方に位置する照明側ブロック161と、背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍に位置する画像生成ブロック165と、光源側光学系140と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック168と、の３つのブロックによって略コの字状に構成されている。

この照明側ブロック161は、光源ユニット60から射出された光源光を画像生成ブロック165が備える表示素子51に導光する導光光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する導光光学系170としては、光源ユニット60から射出された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175、ライトトンネル175から射出された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から射出された光線束の光軸を画像生成ブロック165方向に変換する光軸変換ミラー181等がある。

画像生成ブロック165は、導光光学系170として、光軸変換ミラー181で反射した光源光を表示素子51に集光させる集光レンズ183と、この集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、を有している。さらに、画像生成ブロック165は、表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51と背面パネル13との間には表示素子51を冷却するためのヒートシンク190が配置されて、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220としての集光レンズ195が配置されている。

投影側ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光をスクリーンに放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

なお、光源装置における励起光源71は、上述のとおり３行８列の計２４個の青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されており、その内３行２列の計６個の青色レーザーダイオードからなる調整ユニット400が４つ並列されることにより構成されている。ここで、夫々のコリメータレンズ73の位置調整を行う調整ユニット400の具体的な構成について図を用いながら詳説する。

図４は、調整完了後の調整ユニット400の斜視図であり、図５は、調整完了後の調整ユニット400の発光面側から見た図であり、図６は、調整ユニット400のレンズ枠穴79bの中心を結ぶ図5に示したＡ−Ａ面の断面図であり、図７は、図５に示す調整ユニット400の中央横断面であるＢ−Ｂ面における断面図である。なお、調整ユニット400について、図６に示すように発光面側を上とし、リアホルダ80側を下とし、光軸方向は、上下方向として説明する。

図４、図７に示すように、調整ユニット400は、集光レンズとするコリメータレンズ73と、レンズ取付枠74と、励起光源71と、光源保持体79と、リアホルダ80と、仮押え板であるレンズ取付枠押え88と、押え板89と、を備える。

コリメータレンズ73は、励起光源71である青色レーザーダイオードからの射出光を平行光に変換させる集光レンズである。レンズ取付枠74は、予めコリメータレンズ73と一体とされるものであり、図６、図７に示すようにコリメータレンズ73の周縁に接着剤等で固着される取付枠である。コリメータレンズ73の位置調整は、コリメータレンズ73の周縁を接着剤等で固着されて一体とされるレンズ取付枠74の周縁を押圧して移動させて行うことにより、レンズ自体を傷つけることを防止できる。

光源保持体79は、耐熱樹脂性の光源保持部材であり、図６に示したように励起光源71を覆うようにしながら、集光レンズであるコリメータレンズ73と一体とされたレンズ取付枠74をレンズ枠穴79bに配置して、光軸に対して直交する方向に調整可能範囲で移動可能なように保持するものである。また、光源保持体79は、図６に示したように、レンズ枠穴79bに配置されたレンズ取付枠74が光軸に沿って下方向に移動しないようにレンズ取付枠74の上部周縁に設けた突出部を受ける構造となっている。そして、調整時にレンズ取付枠74は、光軸に沿って上方向に移動しないように後述するレンズ取付枠押え88により、レンズ取付枠74の上部周縁に設けた突出部を上から挟持されている。

さらに、調整後にレンズ取付枠74は、レンズ取付枠押え88のさらに上から後述するレンズ取付枠押え板である押え板89が配置されることにより挟持され、調整位置が経年変化等により移動するのを防止することとなる。また、光源保持体79には、図４で示したよう各レンズ取付枠74に対して２個の調整部としての調整螺子85と、図７で示したように１個の弾性部であるレンズ取付枠係止ばね86が配置されている。

そして、光源保持体79に配置される２箇所の調整螺子85を調整治具等により回転させることにより、レンズ取付枠74を光軸に対して直交する一方向に移動させることができる。そして、移動されるレンズ取付枠74は、レンズ取付枠係止ばね86の弾性力により、その移動した位置で停留されることとなる。

また、図４、図５、図７に示したように光源保持体79には、仮押え板であるレンズ取付枠押え88を一体とするように保持させるための係止部材であるレンズ取付枠押え止め79aが側面に突設されている。

仮押え板であるレンズ取付枠押え88は、図７に示したようにコの字状の薄板の金属部材であり、光源保持体79のレンズ取付枠押え止め79aに係止させることにより、光源保持体79と一体となり、レンズ取付枠74を光軸方向に移動しないようにするものである。なお、コリメータレンズ73の位置調整である調整工程は、このレンズ取付枠押え88を配置することにより、レンズ取付枠74が光軸方向に移動しないようにしてから行うこととなる。

押え板89は、図６、図７に示したように薄板の金属部材であり、上述の調整工程が完了した後、コリメータレンズ73が固着されたレンズ取付枠74が、経年変化等により光軸方向及び光軸に対して直交する方向に移動しないように保持させるものである。したがって、押え板89は、仮押え板であるレンズ取付枠押え88の上から覆うようにして配置し、図４、図５に示したように押え板螺子82で光源保持体79の４箇所の取付穴に止めてレンズ取付枠74を保持させる。

リアホルダ80は、アルミニウム等の放熱部材であり、図６、図７に示したようにフレキシブル基板90により電気的に接続される励起光源71のパッケージを下面で受ける部材である。そして、リアホルダ80と光源保持体79とは、後述するリアホルダ螺子87で止めることにより一体とされる。

ここで、光源保持体79に配置される調整部である調整螺子85及び弾性部であるレンズ取付枠係止ばね86について図を用いながら詳説する。図８は、コリメータレンズ73の位置調整前の調整ユニット400を発光面側から見た図であり、図９は、図８における側面図であり、図１０は、レンズ枠穴79bとレンズ枠穴79bとの中間となる図８におけるＣ−Ｃ面の断面図である。

なお、調整ユニット400について、図９に示すように発光面側を上とし、リアホルダー80側を下とし、光軸方向は、上下方向として説明する。また、図８において、左の列は、調整螺子85による押圧位置とレンズ取付枠係止ばね86の係止位置を説明するために、コリメータレンズ73と一体とされるレンズ取付枠74が組み込まれていない状態としてある。また、図９、図１０においても、左の列には、レンズ取付枠74が組み込まれていない状態としてある。

図８に示したように、調整螺子85は、コリメータレンズ73が一体とされたレンズ取付枠74をコリメータレンズ73の光軸に対して直交する方向へ移動可能なように、上段については、コリメータレンズ73の配置箇所の中心であるレンズ枠穴79bを中心として、レンズ取付枠係止ばね86の対向位置の左右であるレンズ枠穴79bの右上及び左上の２箇所に光軸中心での交わり角が９０度となる位置に夫々配置されている。また、調整螺子85は、下段については、コリメータレンズ73の配置箇所の中心であるレンズ枠穴79bを中心として、レンズ取付枠係止ばね86の対向位置の左右であるレンズ枠穴79bの右下及び左下の２箇所に光軸中心での交わり角が９０度となる位置に夫々配置されている。

なお、調整螺子85は、光軸中心での交わり角を９０度として説明したが、これに限定されず、９０度から１２０度程度でバランス良く配置されるようにすれば、容易に調整を行うことができる。

調整螺子85は、図８、図９に示したように、夫々に回転可能なように溝を有しており、マイナスドライバー等の調整治具を用いて、２箇所の調整螺子85を回転させることによりレンズ取付枠74を光軸中心に向けて移動させて光軸に対して直交する方向で自在に移動させることができる。

弾性部であるレンズ取付枠係止ばね86は、図８に示したように、細い板状のばね部材でありレンズ取付枠74を係止させる部分に半球状の係止部材を設けている。レンズ取付枠係止ばね86の係止位置は、調整螺子85による押圧位置とレンズ取付枠係止ばね86の係止位置とによる２点と、光軸中心を結ぶ角度が夫々に同じとなるような位置に設けてある。これにより、調整螺子85を回転させて移動するレンズ取付枠74をレンズ取付枠係止ばね86の弾性力によりその移動した位置で停留させることとなる。

また、レンズ取付枠係止ばね86は、図８に示したように、上方から見た調整ユニット400の中央に集中して設けることにより、相互に隣接するレンズ取付枠74のレンズ取付枠係止ばね86の２個を一体に組み合せることができる。

なお、調整ユニット400の下方に位置して励起光源71のパッケージを下面で受ける部材であるリアホルダ80は、図１０に示したように下面中央に設けた取付穴にリアホルダ螺子87を挿入して光源保持体79へ止めることにより、光源保持体79と一体とする。

そして、このような調整部及び弾性部を設けた調整ユニット400は、コリメータレンズ73が収納固定された各レンズ取付枠74を組み込み、図１１、図１２に示すように上から仮押え板であるレンズ取付枠押え88を光源保持体79のレンズ取付枠押え止め79aに係止させることにより光源保持体79と一体とされ、レンズ取付枠74が光軸方向に移動しないようにしながら、光軸に対して直交する方向へコリメータレンズ73の位置調整を行うことができる。

以上のように、本発明によれば、光源保持体79にレンズ取付枠74を集光レンズであるコリメータレンズ73の光軸に対して直交する方向に移動可能な調整部と、その調整部によるレンズ取付枠74の移動を保持させる弾性部とを備えることにより、コリメータレンズ73の位置を調整する光源装置及びこれを用いることにより照度むらや明るさのばらつきを抑止したプロジェクタ10を提供することができる。

また、本発明によれば、調整螺子85は、コリメータレンズ73の光軸に対して直交する方向の２個に限定されず複数に設けることにより、集光レンズであるコリメータレンズ73を光軸対して直交する方向へ自由に移動させることができ、効率良く調整を行うことができる。

そして、本発明によれば、調整螺子85は、コリメータレンズ73の配置箇所であるレンズ枠穴79bを中心として、レンズ取付枠係止ばね86の対向位置の左右であるレンズ枠穴79bの右及び左の２箇所に配置され、レンズ枠穴79bの中心での交わり角が９０度となる位置に夫々配置されており、レンズ取付枠係止ばね86の係止位置は、調整螺子85による押圧位置とレンズ取付枠係止ばね86の係止位置とによる２点と、光軸中心を結ぶ角度が夫々に同じとなるような位置に設けてあることから、レンズ取付枠74をコリメータレンズ73の光軸に対して直交する方向でバランス良く、しかも自在に調整を行うことができる。

なお、２箇所の調整螺子85の配置は、レンズ枠穴79bの中心での交わり角を９０度に限るものではなく、弾性部材であるレンズ取付枠係止ばね86とレンズ枠穴79bの中心を結ぶ直線に対して左右対称として９０度から１２０度程度にバランス良く配置されるようにすれば、自在に調整を行うことができる。

そして、本発明によれば、プロジェクタ10の光源装置は、光源保持体79の受け面にレンズ取付枠74を当接させ、レンズ取付枠押え88で挟持することにより、コリメータレンズ73の光軸方向の位置を固定させることから、光軸に対して直交する方向に限定した効率の良い調整を行うことができる。

さらに、本発明によれば、プロジェクタ10の光源装置は、調整螺子85による調整が完了した後にレンズ取付枠押え88の上から、光源保持体79と一体化させるレンズ取付枠押え板である押え板89をさらに備えることから、経年変化によるコリメータレンズ73の移動等を起因とする照度むら等を防止することができる。

また、本発明によれば、レンズ取付枠係止ばね86は、複数のレンズ取付枠74を保持できるように連設していることから、部品点数を削減してコスト削減を図ることができる。

また、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。例えば、励起光源以外の赤色光源装置120や青色光源装置300の集光レンズの位置調整にも適用可能である。

10 プロジェクタ
11 上面パネル 12 正面パネル
13 背面パネル 14 右側パネル
15 左側パネル 17 排気孔
18 吸気孔 19 レンズカバー
20 各種端子 21 入出力コネクタ部
22 入出力インターフェース 23 画像変換部
24 表示エンコーダ 25 ビデオＲＡＭ
26 表示駆動部 31 画像圧縮伸長部
32 メモリカード 35 Ｉｒ受信部
36 Ｉｒ処理部 37 キー／インジケータ部
38 制御部 41 光源制御回路
43 冷却ファン駆動制御回路 45 レンズモータ
47 音声処理部 48 スピーカ
51 表示素子
60 光源ユニット 70 励起光照射装置
71 励起光源 73 コリメータレンズ
74 レンズ取付枠 75 反射ミラー群
78 集光レンズ 79 光源保持体
79a レンズ取付枠押え止め 79b レンズ枠穴
80 リアホルダ
81 ヒートシンク 82 押え板螺子
85 調整螺子 86 レンズ取付枠係止ばね
87 リアホルダ螺子 88 レンズ取付枠押え
89 押え板
90 フレキシブル基板 100 蛍光発光装置
101 蛍光ホイール 110 ホイールモータ
111 集光レンズ群
120 赤色光源装置 121 赤色光源
125 集光レンズ群 130 ヒートシンク
140 光源側光学系 141 第一ダイクロイックミラー
148 第二ダイクロイックミラー 160 光学系ユニット
161 照明側ブロック 165 画像生成ブロック
168 投影側ブロック 170 導光光学系
173 集光レンズ 175 ライトトンネル
178 集光レンズ 181 光軸変換ミラー
183 集光レンズ 185 照射ミラー
190 ヒートシンク 195 集光レンズ
220 投影側光学系 225 固定レンズ群
235 可動レンズ群 241 制御回路基板
261 冷却ファン 300 青色光源装置
301 青色光源 305 集光レンズ群
310 ヒートシンク 400 調整ユニット

Claims (8)

1. 光源から射出される光の指向性を高める集光レンズと、
   前記集光レンズの外周を保持するレンズ取付枠と、
   前記光源の円周部を覆うように保持するとともに、前記光源の発光部側で前記レンズ取付枠を前記集光レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能に保持する光源保持体と、
   前記レンズ取付枠を前記集光レンズの光軸方向に移動しないように前記光源保持体とで挟持する仮押え板と、
   を有し、
   前記光源保持体には、前記レンズ取付枠を前記集光レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能な調整部と、該調整部による前記レンズ取付枠の移動を保持させる弾性部と、を備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記調整部は、前記集光レンズの光軸に対して直交する方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記複数の調整部は、前記レンズ取付枠の外周に接するように配置され、前記レンズ取付枠の外周に接する前記弾性部と対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記調整部は２箇所に設けられ、前記両調整部は、前記レンズ取付枠を配置する前記光源保持体のレンズ枠穴の中心で交わる角度が９０度から１２０度となる位置に配置されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光源装置。
5. 前記光源保持体の受け面に前記レンズ取付枠を当接させ、前記仮押え板で挟持することにより、前記集光レンズの光軸方向の位置を固定させることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。
6. 前記仮押え板の上から前記光源保持体と一体化させるレンズ取付枠押え板をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。
7. 前記弾性部は、複数の前記レンズ取付枠を保持できるように連設していることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置。
8. 光源装置と、
   光源側光学系と、
   投影画像を生成する表示素子と、
   投影画像を投影する投影側光学系と、
   プロジェクタ制御手段と、
   を備え、
   前記光源装置は、請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
   

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