JP2006216199A - 光源および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の光軸の調整を行うことができるようにする。
【解決手段】 ＬＤ５４は、光を発光して、コリメータレンズ８１に入射させる。サブベース５３は、ＬＤ５４を保持するとともに、ｘ軸と平行な直線を回転軸として回動させられることにより、コリメータレンズ８１から出射する光のピッチ角を調整し、さらに、ｚ軸方向と平行な方向に平行移動させられることにより、コリメータレンズ８１から出射する光のｚ軸方向の高さを調整する。サブベース５２は、ｚ軸と平行な直線を回転軸として回動させられることにより、コリメータレンズ８１から出射する光のヨー角を調整するとともに、ｘ軸方向と平行な方向に平行移動させられることにより、コリメータレンズ８１から出射する光のｘ軸方向の出射位置を調整する。本発明は、表示装置の光源に適用することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は光源および製造方法に関し、特に、光軸の調整を行うことができるようにした光源および製造方法に関する。

近年、レーザダイオード（以下、ＬＤ（Laser Diode）と称する）などを利用した光源が、いわゆるプロジェクタなどの表示デバイスや光ピックアップなどに用いられるようになってきている。

図１は、光ピックアップに用いられている、従来の光源の構成を示す図である。なお、図中、矢印は、ＬＤ２１によって出射された光の光路を示している。

光源１１は、図示せぬ光ピックアップに設けられており、レーザ（光）を出射して、出射した光を図示せぬアクチュエータに設けられた対物レンズ１２に入射させる。対物レンズ１２は、光源１１から入射した光を集光し、図示せぬ再生装置に装着された光ディスク１３に照射する。そして、光ディスク１３に照射された光は、光ディスク１３において反射して、再び対物レンズ１２に入射する。対物レンズ１２は、光ディスク１３において反射した光を視準して、光源１１に入射させ、光源１１は、対物レンズ１２から入射した光を受光し、受光した光を電気信号に変換して、変換により得られた電気信号を、図示せぬ後段の装置に供給する。

光を出射する光源１１は、ＬＤ２１、グレーティング２２、ビームスプリッタ２３、コリメータレンズ２４、受光レンズ２５、ＰＤ（Photodiode）２６、およびメインベース２７により構成されており、ＬＤ２１、グレーティング２２、ビームスプリッタ２３、コリメータレンズ２４、受光レンズ２５、およびＰＤ２６のそれぞれは、メインベース２７に固定されている。

ＬＤ２１が出射した光は、グレーティング２２に入射し、グレーティング２２において回析されて、ビームスプリッタ２３に入射する。グレーティング２２からビームスプリッタ２３に入射した光の一部は、ビームスプリッタ２３において反射され、コリメータレンズ２４に入射する。そして、コリメータレンズ２４に入射した光は、視準されて平行光線となり、対物レンズ１２を介して光ディスク１３に照射される。

また、対物レンズ１２から光ディスク１３に照射された光は、光ディスク１３において反射され、対物レンズ１２を介してコリメータレンズ２４に入射する。そして、コリメータレンズ２４に入射した光は、ビームスプリッタ２３をそのまま透過し、受光レンズ２５に入射する。受光レンズ２５に入射した光は、集光されてＰＤ２６に入射し、ＰＤ２６において受光されて光から電気信号に変換される。さらに、変換の結果得られた電気信号は、ＰＤ２６から後段の装置に供給される。

以上のように、従来の光源においては、光を発光するＬＤ、発光した光を投射するコリメータレンズ、およびその他の光学部品は、光源のメインベースに固定されており、ＬＤが発光した光は、所定の光学系を介してコリメータレンズに入射し、さらに、コリメータレンズから、対物レンズなどの後段の光学系に投射される（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３２３１７８号公報

しかしながら、上述した技術においては、光源を構成する各光学部品、すなわち、光を発光するＬＤ、発光した光を投射するコリメータレンズなどの光学部品は、その光軸の調整が行われずにメインベースに固定されるため、光源を構成する各部品の加工精度によって、それぞれの部品が固定される位置にずれが生じてしまい、光源が出射する光の出射角や出射位置にばらつきが生じてしまう。

例えば、図１において、メインベース２７の加工の精度により、コリメータレンズ２４を固定する位置にずれが生じて、コリメータレンズ２４が、図中、左側にずれてメインベース２７に固定された場合、コリメータレンズ２４から出射する光の出射角および出射位置にずれが生じる。その結果、コリメータレンズ２４から対物レンズ１２に入射する光の、対物レンズ１２における入射位置および入射角にずれが生じて、光源１１が、光ディスク１３において反射された光を受光できなくなる恐れがある。

すなわち、光源１１から出射し、対物レンズ１２を介して光ディスク１３に入射した光は、本来ならば、光ディスク１３にいて反射し、対物レンズ１２を介して再び光源１１に入射するはずであるが、光源１１が出射する光の出射角や出射位置にずれが生じてしまうと、光ディスク１３において反射した光が、対物レンズ１２や光源１１に入射しなくなってしまい、その結果、光源１１が、光ディスク１３において反射された光を受光できなくなってしまうことがあり得る。

したがって、光源が出射した光を、後段の光学系に対して所望する入射角で、所望する位置（入射位置）に入射させるためには、光源を構成する各部品を、高精度で加工しなければならず、コスト高になってしまうという課題があった。

また、ＬＤが出射する光の出射角や広がり角には、ＬＤの個々の特性によってばらつきがある。すなわち、ＬＤが出射する光の出射角や広がり角は、ＬＤごとに異なり、光源においては、その出射角や広がり角に応じて光軸の調整をすることができないため、ＬＤごとの出射角や広がり角のばらつきによって、光源から出射する光の出射角や出射位置にずれが生じてしまう。したがって、光源を構成する各部品を、高精度で加工したとしても、ＬＤの特性によっては、光源が出射した光を、後段の光学系に対して所望する入射角で、所望する位置に入射させることができないことがあった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、光源の光軸を調整することができるようにするものである。

本発明の光源は、光線を発光する発光手段と、発光手段が発光した光線を投射するレンズと、発光手段を保持するとともに、レンズの光軸に垂直な第１の直線を回転軸として回動させられることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第１の調整手段と、第１の調整手段を保持するとともに、レンズの光軸および第１の直線に垂直な第２の直線を回転軸として回動させられることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第２の調整手段とを備えることを特徴とする。

第１の調整手段には、第２の直線と平行な方向に移動させることにより、レンズが投射する光線のレンズにおける、第２の直線と平行な方向の出射位置をさらに調整させ、第２の調整手段には、第１の直線と平行な方向に移動させることにより、レンズが投射する光線のレンズにおける、第１の直線と平行な方向の出射位置をさらに調整させるようにすることができる。

第２の調整手段には、レンズの光軸と平行な方向に移動させることにより、レンズから発光手段までの距離をさらに調整させるようにすることができる。

本発明の製造方法は、発光手段が発光した光線を投射するレンズを固定するレンズ固定ステップと、レンズの光軸に垂直な第１の直線を回転軸として、発光手段が固定された第１の調整手段を回動させることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第１の調整ステップと、レンズの光軸および第１の直線に垂直な第２の直線を回転軸として、第１の調整手段が固定された第２の調整手段を回動させることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第２の調整ステップとを含むことを特徴とする。

本発明の光源においては、発光手段によって光線が発光され、発光手段が発光した光線がレンズによって投射され、発光手段が第１の調整手段に保持されるとともに、第１の調整手段がレンズの光軸に垂直な第１の直線を回転軸として回動させられることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度が調整され、第１の調整手段が第２の調整手段に保持されるとともに、第２の調整手段がレンズの光軸および第１の直線に垂直な第２の直線を回転軸として回動させられることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度が調整される。

本発明の製造方法においては、発光手段が発光した光線を投射するレンズが固定され、レンズの光軸に垂直な第１の直線を回転軸として、発光手段が固定された第１の調整手段を回動させることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度が調整され、レンズの光軸および第１の直線に垂直な第２の直線を回転軸として、第１の調整手段が固定された第２の調整手段を回動させることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度が調整される。

本発明の光源は、光線を発光する発光手段と、発光手段が発光した光線を投射するレンズと、レンズの光軸が、レンズの光軸と平行な自分自身の回転軸に対して偏芯するように、レンズを保持するとともに、回転軸を中心として回動させられることにより、回転軸を含む所定の平面からレンズの光軸までの距離を調整する第１の調整手段とを備えることを特徴とする。

光源には、発光手段が発光した光線を反射させて、レンズに入射させるとともに、レンズの光軸に垂直な、互いに直交する第１の直線および第２の直線のうちのいずれかを回転軸として回動させられることにより、レンズに入射させた光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第２の調整手段をさらに設けることができる。

発光手段には、第１の直線と平行な方向に移動させることによって、レンズが投射する光線の、レンズにおける第１の直線と平行な方向の出射位置をさらに調整させ、第２の調整手段には、さらに、第２の直線と平行な方向に移動させることによって、レンズが投射する光線の、レンズにおける第２の直線と平行な方向の出射位置を調整させるようにすることができる。

本発明の製造方法は、発光手段が発光した光線を投射するレンズの光軸が、調整手段の回転軸であって、レンズの光軸と平行な回転軸に対して偏芯するように、レンズを調整手段に固定するレンズ固定ステップと、回転軸を中心として調整手段を回動させることにより、回転軸を含む所定の平面からレンズの光軸までの距離を調整する調整ステップとを含むことを特徴とする。

本発明の光源においては、発光手段によって光線が発光され、発光手段が発光した光線がレンズによって投射され、レンズの光軸が、レンズの光軸と平行な自分自身の回転軸に対して偏芯するように、レンズが第１の調整手段に保持されるとともに、第１の調整手段が、回転軸を中心として回動させられることにより、回転軸を含む所定の平面からレンズの光軸までの距離が調整される。

本発明の製造方法においては、発光手段が発光した光線を投射するレンズの光軸が、調整手段の回転軸であって、レンズの光軸と平行な回転軸に対して偏芯するように、レンズが調整手段に固定され、回転軸を中心として調整手段を回動させることにより、回転軸を含む所定の平面からレンズの光軸までの距離が調整される。

本発明によれば、光を投射することができる。また、本発明によれば、光源の光軸を調整することができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本明細書に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。

さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により出現、追加される発明の存在を否定するものではない。

請求項１に記載の光源は、光線を発光する発光手段（例えば、図２のＬＤ５４）と、発光手段が発光した光線を投射するレンズ（例えば、図３のコリメータレンズ８１）と、発光手段を保持するとともに、レンズの光軸に垂直な第１の直線（例えば、図３のｘ軸と平行な直線）を回転軸として回動させられることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第１の調整手段（例えば、図２のサブベース５３）と、第１の調整手段を保持するとともに、レンズの光軸および第１の直線に垂直な第２の直線（例えば、図３のｚ軸と平行な直線）を回転軸として回動させられることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第２の調整手段（例えば、図２のサブベース５２）とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の光源は、第１の調整手段（例えば、図２のサブベース５３）が、第２の直線と平行な方向（例えば、図３のｚ軸方向）に移動させられることにより、レンズ（例えば、図３のコリメータレンズ８１）が投射する光線のレンズにおける、第２の直線と平行な方向の出射位置をさらに調整し、第２の調整手段（例えば、図２のサブベース５２）が、第１の直線と平行な方向（例えば、図３のｘ軸方向）に移動させられることにより、レンズが投射する光線のレンズにおける、第１の直線と平行な方向の出射位置をさらに調整することを特徴とする。

請求項３に記載の光源は、第２の調整手段（例えば、図２のサブベース５２）が、レンズ（例えば、図３のコリメータレンズ８１）の光軸と平行な方向（例えば、図３のｙ軸方向）に移動させられることにより、レンズから発光手段（例えば、図２のＬＤ５４）までの距離をさらに調整することを特徴とする。

請求項４に記載の製造方法は、発光手段（例えば、図２のＬＤ５４）が発光した光線を投射するレンズ（例えば、図３のコリメータレンズ８１）を固定するレンズ固定ステップ（例えば、図５のステップＳ１１の処理）と、レンズの光軸に垂直な第１の直線（例えば、図３のｘ軸に平行な直線）を回転軸として、発光手段が固定された第１の調整手段（例えば、図２のサブベース５３）を回動させることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第１の調整ステップ（例えば、図５のステップＳ１２の処理）と、レンズの光軸および第１の直線に垂直な第２の直線（例えば、図３のｚ軸方向）を回転軸として、第１の調整手段が固定された第２の調整手段（例えば、図２のサブベース５２）を回動させることにより、発光手段からレンズに入射した光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第２の調整ステップ（例えば、図５のステップＳ１３の処理）とを含むことを特徴とする。

請求項５に記載の光源は、光線を発光する発光手段（例えば、図７のＬＤ３１２）と、発光手段が発光した光線を投射するレンズ（例えば、図７のコリメータレンズ３３６）と、レンズの光軸が、レンズの光軸と平行な自分自身の回転軸に対して偏芯するように、レンズを保持するとともに、回転軸を中心として回動させられることにより、回転軸を含む所定の平面からレンズの光軸までの距離を調整する第１の調整手段（例えば、図２のレンズホルダ３３５）とを備えることを特徴とする。

請求項６に記載の光源は、発光手段（例えば、図７のＬＤ３１２）が発光した光線を反射させて、レンズ（例えば、図７のコリメータレンズ３３６）に入射させるとともに、レンズの光軸に垂直な、互いに直交する第１の直線（例えば、図８のｘ軸と平行な直線）および第２の直線（例えば、図８のｚ軸と平行な直線）のうちのいずれかを回転軸として回動させられることにより、レンズに入射させた光線であって、レンズが投射する光線のレンズの光軸に対する角度を調整する第２の調整手段（例えば、図７の反射部３１３）をさらに備えることを特徴とする。

請求項７に記載の光源は、発光手段（例えば、図７のＬＤ３１２）が、第１の直線と平行な方向（例えば、図８のｘ軸と平行な方向）に移動させられることによって、レンズ（例えば、図７のコリメータレンズ３３６）が投射する光線の、レンズにおける第１の直線と平行な方向の出射位置をさらに調整し、第２の調整手段（例えば、図７の反射部３１３）が、さらに、第２の直線と平行な方向（例えば、図８のｚ軸方向）に移動させられることによって、レンズが投射する光線の、レンズにおける第２の直線と平行な方向の出射位置を調整することを特徴とする。

請求項８に記載の製造方法は、発光手段（例えば、図７のＬＤ３１２）が発光した光線を投射するレンズ（例えば、図７のコリメータレンズ３３６）の光軸が、調整手段（例えば、図７のレンズホルダ３３５）の回転軸であって、レンズの光軸と平行な回転軸に対して偏芯するように、レンズを調整手段に固定するレンズ固定ステップ（例えば、図１１のステップＳ３１の処理）と、回転軸を中心として調整手段を回動させることにより、回転軸を含む所定の平面からレンズの光軸までの距離を調整する調整ステップ（例えば、図１１のステップＳ３２の処理）とを含むことを特徴とする。

本発明は、光ピックアップ、GLV（Grating Light Valve）（商標）デバイスを用いた表示装置などの光源に適用できる。

以下、図面を参照して、本発明を適用した第１の実施の形態について説明する。

図２は、本発明を適用した光源の構成例を示す斜視図である。

光源４１は、メインベース５１、サブベース５２、サブベース５３、およびＬＤ５４を含むように構成される。

光源４１においては、ＬＤ５４が発光した光が、メインベース５１に設けられた横孔６２の中に固定されている、図示せぬコリメータレンズ（後述するコリメータレンズ８１）を介して、例えば、光変調素子などの後段の光学系に投射されるようになされている。

例えば、光源４１が、いわゆるフロントプロジェクタの光源として利用される場合、光源４１が投射した光は、光変調素子に入射し、光変調素子において変調されて光量が調整され、さらに、偏向素子において偏向されて、スクリーンに照射（投射）される。

光源４１を構成するメインベース５１、サブベース５２、およびサブベース５３のそれぞれは、例えば、銅などの熱伝導率が大きい物質（例えば、熱伝導率が300W/mK以上である物質）からなり、サブベース５３には、光を発光するＬＤ５４が固定されている。また、サブベース５３は、サブベース５２に固定されており、さらに、サブベース５２は、メインベース５１に固定（保持）されている。

メインベース５１は、サブベース５２が配置（固定）されている端面とは反対側の端面が、メインベース５１と図示せぬ冷却装置との間の熱伝導抵抗（以下、単に熱抵抗という）が小さくなるように、高い面精度で加工されており、メインベース５１の端面が図示せぬ冷却装置の端面に密着するように、メインベース５１は冷却装置に固定されている。メインベース５１を固定している冷却装置は、例えば、水冷式や空冷式の冷却装置であり、メインベース５１からの熱を排熱する。

また、メインベース５１の図中、右側の端面（側面）６１には、図示せぬコリメータレンズを取り付けるための横孔６２が設けられている。横孔６２は、メインベース５１の端面６１から、その反対側の端面まで貫通するように設けられており、その開口部は、円形状になっている。横孔６２は、ＬＤ５４が発光した光をそのまま通過させ、横孔６２内に取り付けられたコリメータレンズに入射させる。コリメータレンズは、ＬＤ５４が発光したレーザ（光）を視準して平行光線を生成し、生成した平行光線を後段の光学系に投射する。

コリメータレンズは、図示せぬレンズホルダ（後述するレンズホルダ８２）および円形状のフランジ６３によって、メインベース５１に固定されている。すなわち、フランジ６３をネジ６４−１乃至ネジ６４−６でメインベース５１に固定（ネジ止め）することによって、フランジ６３が、レンズホルダを介して、コリメータレンズをメインベース５１に押さえつけて、コリメータレンズをメインベース５１に固定する。また、フランジ６３の中央（中心）には、横孔６２の直径よりやや小さい直径の穴が設けられており、フランジ６３は、ＬＤ５４から出射したレーザ（光）が、フランジ６３に設けられた穴をそのまま通過するように、メインベース５１に固定される。なお、以下、ネジ６４−１乃至ネジ６４−６のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単にネジ６４と称する。

メインベース５１には、サブベース５２とメインベース５１との間の熱抵抗を小さくするために、サブベース５２の端面（接触面）がメインベース５１の端面に密着するように、サブベース５２が図示せぬネジで固定（保持）（ネジ止め）されている。また、サブベース５２には、サブベース５３とサブベース５２との間の熱抵抗を小さくするために、サブベース５３の端面（接触面）がサブベース５２の端面に密着するように、サブベース５３がネジ６５−１およびネジ６５−２で固定（保持）されている。すなわち、メインベース５１とサブベース５２とが接触（当接）するそれぞれの端面、およびサブベース５２とサブベース５３とが接触（当接）するそれぞれの端面は、熱抵抗が小さくなるように高い面精度で加工されており、それぞれの端面が密着して固定されている。以下、ネジ６５−１およびネジ６５−２を個々に区別する必要のない場合、単にネジ６５と称する。

ＬＤ５４は、例えば、銅などの熱伝導率の大きい物質により外装されており、ＬＤ５４とサブベース５３との間の熱抵抗を小さくするために、その外装の端面と、サブベース５３の端面とが密着するように、例えば、図示せぬネジなどによってサブベース５３に固定されている。ＬＤ５４の外装とサブベース５３とが接触（当接）するそれぞれの端面は、熱抵抗が小さくなるように高い面精度で加工されており、それぞれの端面どうしが密着して固定されている。

また、ＬＤ５４は、レーザ（光）を発光し、発光した光をメインベース５１の横孔６２内に固定されているコリメータレンズに入射させる。さらに、ＬＤ５４が発した熱は、サブベース５３、サブベース５２、およびメインベース５１を介して、メインベース５１が固定されている冷却装置に排熱される。このように、ＬＤ５４が光を発光することにより生じた（発した）熱を冷却装置に排熱することによって、ＬＤ５４の劣化を防止することができるだけでなく、ＬＤ５４が出射するレーザの出力強度をより安定させることができる。

ところで、サブベース５３がサブベース５２に固定され、さらに、サブベース５２がメインベース５１に固定されて、光源４１が組み立てられる場合、図３に示すようにサブベース５２およびサブベース５３のそれぞれの位置の調整が行われることによって、光源４１の光軸が調整される。換言すれば、サブベース５２およびサブベース５３の位置が調整されることによって、光源４１が出射する光の出射位置および出射角が調整される。なお、図中、図２における場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、繰り返しになるので、その説明は、適宜省略する。

また、図中、矢印Ａ１は、サブベース５３があおられる（回動させられる）方向を示し、矢印Ａ２は、サブベース５２があおられる（回動させられる）方向を示している。さらに、図中、矢印Ｂ１は、サブベース５３が平行移動させられる方向を示し、矢印Ｂ２および矢印Ｂ３は、サブベース５２が平行移動させられる方向を示している。さらに、また、図中、点Ｏは、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸からなる直交座標系の原点を表し、図３において、ｙ軸は、コリメータレンズ８１の光軸と平行になるようになされている。

光源４１が組み立てられる場合、まず、外周が円形状のコリメータレンズ８１が、図中、右側から横孔６２に挿入されて、メインベース５１に固定される。具体的には、コリメータレンズ８１が横孔６２に挿入され、さらに、レンズホルダ８２が横孔６２に挿入されて、コリメータレンズ８１が、レンズホルダ８２によってメインベース５１に押さえつけられる。そして、レンズホルダ８２がフランジ６３で押さえつけられて、フランジ６３がネジ６４でメインベース５１に固定されることで、コリメータレンズ８１がメインベース５１に固定される。

ここで、フランジ６３には、ネジ６４−１乃至ネジ６４−６のそれぞれを通すためのネジ穴１０１−１乃至ネジ穴１０１−６のそれぞれが設けられており、ネジ６４−１乃至ネジ６４−６のそれぞれが、ネジ穴１０１−１乃至ネジ穴１０１−６のそれぞれに通され、さらに、メインベース５１の端面６１に設けられた、ネジ受け１０２−１乃至ネジ受け１０２−６のそれぞれに螺合されて、フランジ６３がメインベース５１に固定される。また、レンズホルダ８２は、円筒形の形状をしており、その端面（図中、右側および左側の端面）には、コリメータレンズ８１から出射した光をそのまま通過させる穴が設けられている。

なお、以下、ネジ穴１０１−１乃至ネジ穴１０１−６のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単にネジ穴１０１と称する。また、以下、ネジ受け１０２−１乃至ネジ受け１０２−６のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単にネジ受け１０２と称する。

コリメータレンズ８１は、横孔６２内において、例えば、図４に示すように、メインベース５１に押さえつけられて固定される。ここで、図４は、図３のｘ軸方向から見たメインベース５１の断面図である。なお、図中、図３における場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、繰り返しになるので、その説明は、適宜、省略する。

メインベース５１に設けられた横孔６２は、その直径が、コリメータレンズ８１の直径とほぼ等しい部分（以下、横孔６２−１と称する）と、直径がコリメータレンズ８１の直径よりも小さい部分（以下、横孔６２−２と称する）とからなり、メインベース５１の横孔６２−１および横孔６２−２の境界の部分には、コリメータレンズ８１を固定（係止）するための支持面１４１が設けられている。

コリメータレンズ８１がメインベース５１に固定される場合、コリメータレンズ８１が、図中、右側（横孔６２−１側）から横孔６２に挿入され、さらに、レンズホルダ８２が、図中、右側から横孔６２に挿入されて、コリメータレンズ８１が、レンズホルダ８２によって支持面１４１に押さえつけられる。すなわち、コリメータレンズ８１は、レンズホルダ８２の図中、左側の端面と、支持面１４１との間に挟み込まれて、支持面１４１に押さえつけられる。

レンズホルダ８２は、レンズホルダ８２がコリメータレンズ８１を支持面１４１に押さえつけた状態において、レンズホルダ８２の右側の端面が、メインベース５１の端面６１からわずかに突出するようになされている。そこで、フランジ６３が、ネジ６４でメインベース５１に固定されることによって、メインベース５１の端面６１からわずかに突出しているレンズホルダ８２の端面が、フランジ６３に押さえつけられて、レンズホルダ８２およびコリメータレンズ８１が、メインベース５１に固定される。

図３の説明に戻り、メインベース５１にコリメータレンズ８１が固定されてから、サブベース５２がメインベース５１に仮止めされる。すなわち、ネジ１０３−１およびネジ１０３−２が、サブベース５２に設けられたネジ穴（図示せず）に通され、さらに、メインベース５１に設けられた、ネジ１０３−１およびネジ１０３−２に螺合するネジ受け１０４−１およびネジ受け１０４−２にそれぞれ螺挿される。そして、メインベース５１上において、サブベース５２が動く程度（サブベース５２の位置の調整が行える程度）に、ネジ１０３−１およびネジ１０３−２が締められて（螺合されて）、サブベース５２がメインベース５１に仮止め（固定）される。

なお、以下、ネジ１０３−１およびネジ１０３−２を個々に区別する必要のない場合、単にネジ１０３と称する。また、以下、ネジ受け１０４−１およびネジ受け１０４−２を個々に区別する必要のない場合、単にネジ受け１０４と称する。

そして、サブベース５２がメインベース５１に仮止めされると、次に、ＬＤ５４が固定されているサブベース５３が、サブベース５２に仮止めされる。すなわち、ネジ６５−１およびネジ６５−２が、サブベース５３に設けられたネジ穴１０５−１およびネジ穴１０５−２に通され、さらに、サブベース５２に設けられた、ネジ６５−１およびネジ６５−２に螺合するネジ受け１０６−１およびネジ受け１０６−２に螺挿される。そして、サブベース５２に対してサブベース５３が動く程度（サブベース５３の位置の調整が行える程度）に、ネジ６５−１およびネジ６５−２が締められて、サブベース５３がサブベース５２に仮止め（固定）される。

なお、以下、ネジ穴１０５−１およびネジ穴１０５−２を個々に区別する必要のない場合、単にネジ穴１０５と称する。また、以下、ネジ受け１０６−１およびネジ受け１０６−２を個々に区別する必要のない場合、単にネジ受け１０６と称する。

サブベース５３がサブベース５２に仮止めされてから、さらに、図示せぬ冶具によってサブベース５２およびサブベース５３の位置の調整が行われ、光源４１（コリメータレンズ８１）が出射する光の出射位置および出射角が調整される。ここで、出射角とは、コリメータレンズ８１から出射する光の、コリメータレンズ８１の光軸に対する角度をいう。また、出射位置とは、コリメータレンズ８１から出射する光の、コリメータレンズ８１の出射側の端面における位置をいう。

まず、サブベース５３の位置の調整が行われることにより、サブベース５３に保持されているＬＤ５４からコリメータレンズ８１に入射し、さらに、コリメータレンズ８１から出射する光のピッチ角およびｚ軸方向の高さ（出射位置）が調整される。すなわち、サブベース５３が回動させられたり、平行移動させられたりすることにより、サブベース５３の位置の調整が行われることで、サブベース５３に保持されているＬＤ５４の位置が調整される。したがって、ＬＤ５４の位置が調整されることで、ＬＤ５４から出射し、コリメータレンズ８１に入射する光のピッチ角（入射角）およびｚ軸方向の高さ（入射位置）が調整され、これにより、コリメータレンズ８１から出射する光のピッチ角およびｚ軸方向の高さが調整される。

サブベース５３に設けられたネジ穴１０５の直径は、ネジ６５の直径（ネジ径）よりも大きく、また、サブベース５３とサブベース５２とが当接（接触）するそれぞれの端面は、ｙｚ平面と平行な平面となっているので、サブベース５３が、サブベース５３とサブベース５２とが当接するｙｚ平面と平行な平面上において、サブベース５２に対して平行移動させられたり、回動させられることができるようになされている。そこで、サブベース５３が、ｘ軸と平行な直線を回転軸として、矢印Ａ１の方向に回動させられることにより、コリメータレンズ８１から出射する光のピッチ角が調整される。例えば、サブベース５３が、矢印Ａ１の方向に回動させられ、コリメータレンズ８１から出射した光の光路が、ｙｚ平面上において、コリメータレンズ８１の光軸（ｙ軸）と平行になるようにサブベース５３の位置が調整される。

そして、次に、サブベース５３が、矢印Ｂ１の方向（ｚ軸と平行な方向）に平行移動させられて、コリメータレンズ８１から出射する光のｚ軸方向の高さ（出射位置）が調整される。例えば、サブベース５３が、矢印Ｂ１の方向に平行移動させられて、ＬＤ５４からコリメータレンズ８１に入射した光が、コリメータレンズ８１において、コリメータレンズ８１の中心（光軸）の高さ（ｚ軸方向の高さ）から出射するように、サブベース５３の位置が調整される。そして、サブベース５３の位置の調整（ピッチ角およびｚ軸方向の高さの調整）が終了すると、ネジ６５が締められて（ネジ６５がネジ受け１０６に螺合されて）、サブベース５３がサブベース５２に固定される。

さらに、サブベース５３がサブベース５２に固定（保持）されてから、サブベース５３を保持しているサブベース５２の位置の調整が行われることによって、コリメータレンズ８１から出射する光のヨー角、ｘ軸方向の出射位置、および焦点位置が調整される。すなわち、サブベース５２が回動させられたり、平行移動させられたりすることにより、サブベース５２の位置の調整が行われることで、サブベース５２に保持されているサブベース５３の位置が調整される。したがって、サブベース５３の位置が調整されることで、サブベース５３に保持されているＬＤ５４の位置が調整されて、ＬＤ５４から出射し、コリメータレンズ８１に入射する光のヨー角（入射角）、ｘ軸方向の入射位置、およびＬＤ５４からコリメータレンズ８１までの距離が調整され、これにより、コリメータレンズ８１から出射する光のピッチ角、ｘ軸方向の出射位置、および焦点位置が調整される。

サブベース５２に設けられたネジ穴（図示せず）の直径は、ネジ１０３の直径（ネジ径）よりも大きく、また、サブベース５２とメインベース５１とが当接するそれぞれの端面は、ｘｙ平面と平行な平面となっているので、サブベース５２が、サブベース５２とメインベース５１とが当接するｘｙ平面と平行な平面上において、メインベース５１に対して平行移動させられたり、回動させられることができるようになされている。

そこで、サブベース５２が、ｚ軸と平行な直線を回転軸として、矢印Ａ２の方向に回動させられることにとり、コリメータレンズ８１から出射する光のヨー角が調整される。例えば、サブベース５２が矢印Ａ２の方向に回動させられ、コリメータレンズ８１から出射した光の光路が、ｘｙ平面上においてコリメータレンズ８１の光軸（ｙ軸）と平行になるようにサブベース５２の位置が調整される。

そして、次に、サブベース５２が、矢印Ｂ２の方向（ｘ軸と平行な方向）に平行移動させられることによって、コリメータレンズ８１から出射した光のｘ軸方向の出射位置が調整される。例えば、サブベース５２が、矢印Ｂ２の方向に平行移動させられて、コリメータレンズ８１から出射した光の光路が、ｘｙ平面上において、コリメータレンズ８１の光軸と一致する（かさなる）ように、サブベース５２の位置が調整される。

さらに、サブベース５２が、矢印Ｂ３の方向（ｙ軸と平行な方向）に平行移動させられることによって、コリメータレンズ８１から出射する光の焦点位置が調整される。すなわち、サブベース５２が、矢印Ｂ３の方向に平行移動させられて、ＬＤ５４からコリメータレンズ８１に入射し、コリメータレンズ８１から出射する光の焦点位置（フォーカス）が調整される。例えば、サブベース５２が、矢印Ｂ３の方向に平行移動させられて、コリメータレンズ８１から出射する光の焦点位置が無限遠となるように、サブベース５２の位置が調整される。そして、サブベース５２の位置の調整（ヨー角、ｘ軸方向の出射位置、および焦点位置の調整）が終了すると、ネジ１０３が締められて（ネジ１０３がネジ受け１０４に螺合されて）、サブベース５２がメインベース５１に固定される。

次に、図５のフローチャートを参照して、作業者や産業用のロボットなどが、光源４１の光軸を調整して光源４１を組み立てる処理である、組み立ての処理を説明する。

ステップＳ１１において、コリメータレンズ８１がメインベース５１に固定される。具体的には、図４に示したように、図中、右側からコリメータレンズ８１が、メインベース５１の端面６１に設けられた横孔６２に挿入され、さらに、レンズホルダ８２が、横孔６２に挿入されて、レンズホルダ８２によってコリメータレンズ８１が支持面１４１に押さえつけられる。そして、フランジ６３がネジ６４でメインベース５１に固定されることによって、レンズホルダ８２の端面が押さえつけられて、レンズホルダ８２およびコリメータレンズ８１が、メインベース５１に固定される。また、サブベース５２が、ネジ１０３でメインベース５１に仮止めされ、さらに、ＬＤ５４が固定されているサブベース５３が、ネジ６５でサブベース５２に仮止めされる。

そして、ステップＳ１１からステップＳ１２に進み、光源４１（コリメータレンズ８１）が出射する光のピッチ角および高さが調整される。

例えば、図６に示すように、図中、光源４１の左側に、光源４１が出射する光の高さ（図中、上下方向の高さ）を調整するための標的（ターゲット）１６１が配置される。なお、図中、矢印は、光源４１が投射（出射）した光の光路を示している。

図６において、例えば、光源４１の標的１６１側の端面から、標的１６１までの距離が、コリメータレンズ８１の焦点距離によって定まる、予め定められた所定の距離となるように標的１６１が配置される。また、標的１６１には、光源４１が出射（投射）する光の高さの目標となる位置（以下、基準位置と称する）に、基準位置を示すマーキングがなされている。

さらに、標的１６１と光源４１との間に、標的１６１とは異なる標的１６２が配置される。標的１６２には穴が設けられており、標的１６２に設けられた穴は、例えば、その中心が、標的１６１の基準位置と同じ高さとなるようになされている。そして、光源４１のＬＤ５４から出射した光が、コリメータレンズ８１を介して標的１６２の穴をそのまま通過し、標的１６１の基準位置に入射するように、光源４１が出射する光のピッチ角および高さが調整される。

したがって、例えば、図３に示すように、ｘ軸と平行な直線を回転軸として、矢印Ａ１の方向にサブベース５３が回動させられ、さらに、矢印Ｂ１の方向にサブベース５３が平行移動させられることによって、光源４１（コリメータレンズ８１）から出射した光が、標的１６２（図６）に設けられた穴を通過して、標的１６１（図６）の基準位置に入射するように、コリメータレンズ８１から出射する光のピッチ角および高さ（図３におけるｚ軸方向の出射位置）が調整される。そして、ピッチ角および高さが調整されてから、ネジ６５が締められて（ネジ６５がネジ受け１０６に螺合されて）、サブベース５３がサブベース５２に固定される。

なお、より詳細には、光源４１から出射した光は、空間的な広がりを有している（ビーム径が有限である）ため、標的１６１に照射（投射）された光の像は、例えば、円や楕円などとなる。したがって、標的１６１に照射された光の像の中心の高さ（位置）が標的１６１の基準位置と同じ高さとなるように、光源４１が出射する光の高さが調整される。このように、光源４１が投射した光が、標的１６２に設けられた穴を介して標的１６１の基準位置に照射されるように、光源４１が投射（出射）する光のピッチ角および高さを調整することで、光源４１は、所望の高さから、ピッチ角が０である光を出射するようにすることができる。

ステップＳ１３において、光源４１が出射する光のヨー角および横方向の出射位置（図３におけるｘ軸方向の出射位置）が調整される。

例えば、図３に示すように、ピッチ角および高さが調整される場合と同様に、ｚ軸と平行な直線を回転軸として、矢印Ａ２の方向にサブベース５２が回動させられ、さらに、矢印Ｂ２の方向にサブベース５２が平行移動させられることによって、光源４１（コリメータレンズ８１）から出射する光が、標的１６２（図６）に設けられた穴を通過して、標的１６１（図６）の基準位置に入射するように、光源４１が出射する光のヨー角および横方向の出射位置（図３におけるｘ軸方向の出射位置）が調整される。したがって、例えば、図６において、図中、上から標的１６１を見た場合に、標的１６１に照射された光の像の中心の位置が標的１６１の基準位置と同じ位置となるように、光源４１が出射した光の横方向の位置が調整される。

ステップＳ１４において、光源４１が出射する光の焦点位置が調整され、サブベース５２がメインベース５１に固定されて、組み立ての処理は終了する。例えば、図３に示すように、サブベース５２が矢印Ｂ３の方向に平行移動させられることによって、光源４１から出射し、標的１６１（図６）に照射（投射）された光の輪郭（エッジ）が鮮明になるように、光源４１が出射する光の焦点位置（いわゆるピント合わせ）が調整される。そして、光の焦点位置が調整されてから、ネジ１０３でサブベース５２がメインベース５１に固定される。

このようにして、ＬＤ５４を固定するサブベース５３、およびそのサブベース５３を固定するサブベース５２の位置が調整されることによって、光源４１から出射する光の出射位置および出射角が調整される。

以上のように、ＬＤ５４を固定するサブベース５３、およびそのサブベース５３を固定するサブベース５２の位置を調整することによって、光源４１の光軸を調整することができ、これにより、光源４１を構成する各部品の加工精度によらず、光源４１が出射する光を、より正確に後段の光学系の所望する位置（入射位置）に、所望する入射角で入射させることができる。

本発明によれば、発光するようにしたので、光を投射することができる。また、本発明によれば、ＬＤを固定するサブベース、およびそのサブベースを固定するサブベースの位置を調整するようにしたので、光源の光軸を調整することができる。

次に、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。

図７は、本発明を適用した光源の構成例を示す斜視図である。

光源３０１は、メインベース３１１、ＬＤ３１２、反射部３１３、投射部３１４、およびレンズホルダ保持部３１５を含むように構成される。

光源３０１においては、ＬＤ３１２が発光した光が、反射部３１３において反射されて、投射部３１４に入射する。そして、投射部３１４に入射した光は、投射部３１４において視準されて平行光線となり、後段の光学系に投射される。

メインベース３１１は、例えば、銅などの熱伝導率が大きい物質（例えば、熱伝導率が300W/mK以上である物質）からなり、ＬＤ３１２が配置されている端面とは反対側の端面が、メインベース３１１と図示せぬ冷却装置との間の熱抵抗が小さくなるように、高い面精度で加工されており、メインベース３１１の端面が、冷却装置（図示せず）の端面に密着するように、メインベース３１１は、冷却装置に固定されている。メインベース３１１を固定している冷却装置は、例えば、水冷式や空冷式の冷却装置である。

メインベース３１１には、ＬＤ３１２が固定されており、メインベース３１１は、ＬＤ３１２が光を発光することにより生じた（発した）熱を冷却装置に排熱する。このように、ＬＤ３１２が発した熱を冷却装置に排熱することによって、ＬＤ３１２の劣化を防止することができるだけでなく、ＬＤ３１２が出射するレーザの出力強度をより安定させることができる。

また、メインベース３１１には、投射部３１４を保持するためのＶ字状の溝である、Ｖ字受け部３３１が設けられており、Ｖ字受け部３３１は、メインベース３１１に固定されたレンズホルダ保持部３１５と、Ｖ字受け部３３１との間に投射部３１４を挟み込むことによって、投射部３１４を保持する。

さらに、メインベース３１１は、ポール３３２−１およびポール３３２−２を備えている。ポール３３２−１およびポール３３２−２は、例えば、熱伝導率の小さい物質からなり、その表面には、ハンダ（半田）めっき処理が施されている。ポール３３２−１およびポール３３２−２は、半径が異なる２つの円筒が、それぞれの底辺を接合面として接合された形状をしており、半径が小さい方の円筒の側面には、ハンダ付けにより、反射部３１３が固定されている。以下、ポール３３２−１およびポール３３２−２を個々に区別する必要のない場合、単にポール３３２と称する。

ＬＤ３１２は、例えば、銅などの熱伝導率の大きい物質により外装されており、ＬＤ３１２とメインベース３１１との間の熱抵抗を小さくするために、その外装の端面と、メインベース３１１の端面とが密着するように、ネジ（後述するネジ３７２−１およびネジ３７２−２）によってメインベース３１１に固定されている。ＬＤ３１２の外装とメインベース３１１とが当接（接触）するそれぞれの端面は、熱抵抗が小さくなるように高い面精度で加工されており、それぞれの端面が密着して固定されている。ＬＤ３１２は、レーザ（光）を発光して、反射部３１３に照射する。すなわち、ＬＤ３１２は、図中、上方向に光を出射（照射）する。

反射部３１３は、例えば、銅などの熱伝導率の大きい物質からなるミラー保持部３３３と、ミラー保持部３３３に固定されている全反射ミラー３３４とからなり、ハンダ付けによってメインベース３１１のポール３３２に固定されている。全反射ミラー３３４は、ＬＤ３１２から出射した光が、全反射ミラー３３４の反射面に対して、約４５度の角度で入射するように、ミラー保持部３３３に固定されている。全反射ミラー３３４は、ＬＤ３１２が出射した光を全反射させて、投射部３１４に入射させる。

投射部３１４は、例えば、銅などの熱伝導率の大きい物質からなるレンズホルダ３３５と、入射した光を視準することにより、平行光線を生成するコリメータレンズ３３６とからなり、反射部３１３から入射した光を、後段の光学系に投射する。

レンズホルダ３３５は、メインベース３１１のＶ字受け部３３１とレンズホルダ保持部３１５との間に挟み込まれて、メインベース３１１に固定されている。レンズホルダ３３５は、円筒形をしており、反射部３１３と反対側の端面には、コリメータレンズ３３６を取り付けるための穴が設けられている。また、レンズホルダ３３５の反射部３１３側の端面には、反射部３１３において反射された光をそのまま通過させて、その光をレンズホルダ３３５に取り付けられている（固定されている）コリメータレンズ３３６に入射させるための穴が設けられている。

コリメータレンズ３３６は、レンズホルダ３３５に固定（保持）されており、反射部３１３から入射した光を視準することによって平行光線を生成し、生成した平行光線を投射する。

レンズホルダ保持部３１５は、例えば、炭素工具鋼板（ＳＫ５）などからなる板バネであり、ネジ３５１−１およびネジ３５１−２によってメインベース３１１に固定されている。レンズホルダ保持部３１５は、投射部３１４を、レンズホルダ保持部３１５とメインベース３１１との間に挟み込むことによって、投射部３１４を保持（固定）する。なお、以下、ネジ３５１−１およびネジ３５１−２を個々に区別する必要のない場合、単にネジ３５１と称する。

ところで、ＬＤ３１２、反射部３１３、および投射部３１４がメインベース３１１に固定されて、光源３０１が組み立てられる場合、図８に示すようにＬＤ３１２、反射部３１３、および投射部３１４のそれぞれの位置（角度調整も含む）が調整されることによって、光源３０１の光軸が調整される。換言すれば、ＬＤ３１２、反射部３１３、および投射部３１４の位置が調整されることによって、光源３０１が出射する光の出射位置および出射角が調整される。ここで、出射角とは、コリメータレンズ３３６から出射する光の、コリメータレンズ３３６の光軸に対する角度をいう。また、出射位置とは、コリメータレンズ３３６から出射する光の、コリメータレンズ３３６の出射側の端面における位置をいう。

なお、図中、図７における場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、繰り返しになるので、その説明は、適宜、省略する。また、図中、矢印Ａ３１は、投射部３１４が回動させられる方向を示し、矢印Ａ３２および矢印Ａ３３は、反射部３１３が回動させられる（あおられる）方向を示している。さらに、図中、矢印Ｂ３１は、投射部３１４が平行移動させられる方向を示し、矢印Ｂ３２は、反射部３１３が平行移動させられる方向を示し、矢印Ｂ３３は、ＬＤ３１２が平行移動させられる方向を示している。

さらに、図中、点Ｏは、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸からなる直交座標系の原点を表し、図８において、ｙ軸は、コリメータレンズ３３６の光軸と平行になるようになされている。

ＬＤ３１２、反射部３１３、および投射部３１４がメインベース３１１に固定される場合、例えば、冶具（図示せず）が用いられてそれぞれの位置が調整されてから、メインベース３１１に固定される。例えば、まず、投射部３１４が、メインベース３１１のＶ字受け部３３１上に配置され、ｙ軸方向に平行な直線を回転軸として、矢印Ａ３１の方向に回動させられることにより、レンズホルダ３３５に固定されている、コリメータレンズ３３６のｚ軸方向の高さが調整される。

投射部３１４のコリメータレンズ３３６は、例えば、図９に示すように、コリメータレンズ３３６の中心Ｄ１（以下、点Ｄ１とも称する）が、レンズホルダ３３５の中心Ｄ２（以下、点Ｄ２とも称する）に対してＬだけ偏芯するように固定されている。なお、図中、Ｌは、点Ｄ１から点Ｄ２までの距離を示し、点線は、レンズホルダ３３５の反射部３１３側の端面に設けられた穴を表している。また、ここで、点Ｄ１は、コリメータレンズ３３６の光軸上にある点であり、点Ｄ２は、レンズホルダ３３５の出射側の端面（である円）の中心を通り、コリメータレンズ３３６の光軸と平行な直線（以下、レンズホルダ３３５の回転軸と称する）上の点である。したがって、より詳細には、コリメータレンズ３３６は、その光軸が、レンズホルダ３３５の回転軸に対してＬだけ偏芯するように、レンズホルダ３３５に固定されている。

さらに、レンズホルダ３３５が図中、点Ｄ２を中心として時計回り、または反時計回りに回動させられると、レンズホルダ３３５に固定されているコリメータレンズ３３６の中心である点Ｄ１は、点Ｄ２を中心として回動するので、レンズホルダ３３５を回動させることにより、点Ｄ２を中心として２Ｌだけ、コリメータレンズ３３６の高さ（図８におけるｚ軸方向の高さ）を調整することができる。

このように、コリメータレンズ３３６を偏芯させてレンズホルダ３３５に固定することによって、レンズホルダ３３５を回動させて、コリメータレンズ３３６の高さ（図８におけるｚ軸方向の高さ）を調整することができる。これにより、メインベース３１１の加工精度によって、コリメータレンズ３３６から出射する光の高さが決まってしまうようなことがなくなる。

図８の説明に戻り、コリメータレンズ３３６の高さが調整されてから、反射部３１３が、ｘ軸と平行な直線を回転軸として、矢印Ａ３２の方向に回動させられることによって、光源３０１（投射部３１４）が出射（投射）する光のピッチ角が調整される。すなわち、反射部３１３が矢印Ａ３２の方向に回動させられることによって、ＬＤ３１２から反射部３１３に入射し、反射部３１３において反射されてコリメータレンズ３３６に入射する光のピッチ角（コリメータレンズ３３６に対する入射角）が調整され、これにより、コリメータレンズ３３６から出射する光のピッチ角が調整される。

例えば、反射部３１３が、矢印Ａ３２の方向に回動させられ、コリメータレンズ３３６から出射した光の光路が、ｙｚ平面上において、コリメータレンズ３３６の光軸（ｙ軸）と平行になるように、反射部３１３が回動させられる。

そして、次に、反射部３１３がポール３３２に沿って矢印Ｂ３２の方向（ｚ軸と平行な方向）に平行移動させられることで、反射部３１３がコリメータレンズ３３６（投射部３１４）に入射させ、コリメータレンズ３３６から出射する光のｚ軸方向の高さ（出射位置）が調整される。すなわち、反射部３１３が矢印Ｂ３２の方向に平行移動させられることによって、ＬＤ３１２から反射部３１３に入射し、反射部３１３において反射されてコリメータレンズ３３６に入射する光のｚ軸方向の高さ（コリメータレンズ３３６に対するｚ軸方向の入射位置）が調整され、これにより、コリメータレンズ３３６から出射する光のｚ軸方向の高さが調整される。

例えば、反射部３１３が矢印Ｂ３２の方向に平行移動させられて、コリメータレンズ３３６に入射した光が、コリメータレンズ３３６において、コリメータレンズ３３６の中心（光軸）の高さ（ｚ軸方向の高さ）から出射するように、反射部３１３の位置が調整される。

さらに、投射部３１４が、メインベース３１１のＶ字受け部３３１上において、矢印Ｂ３１の方向（ｙ軸と平行な方向）に平行移動させられることにより、投射部３１４のコリメータレンズ３３６に入射し、コリメータレンズ３３６から出射する光の焦点位置（フォーカス）が調整される。すなわち、投射部３１４が矢印Ｂ３１の方向に平行移動させられることによって、ＬＤ３１２から反射部３１３に入射し、反射部３１３において反射されてコリメータレンズ３３６に入射する光の、ＬＤ３１２からコリメータレンズ３３６の入射側の端面までの距離（光路長）が調整され、これにより、コリメータレンズ３３６から出射する焦点位置が調整される。

例えば、投射部３１４が、矢印Ｂ３１の方向に平行移動させられて、コリメータレンズ３３６から出射する光の焦点位置が無限遠となるように、投射部３１４の位置が調整される。そして、投射部３１４の位置が調整されてから、レンズホルダ保持部３１５がネジ３５１でメインベース３１１に取り付けられて、投射部３１４がメインベース３１１に固定される。

また、ピッチ角の調整と同様に、反射部３１３が、ｚ軸と平行な直線を回転軸として、矢印Ａ３３の方向に回動させられることによって、光源３０１（投射部３１４）が出射（投射）する光のヨー角が調整される。すなわち、反射部３１３が矢印Ａ３３の方向に回動させられることによって、ＬＤ３１２から反射部３１３に入射し、反射部３１３において反射されてコリメータレンズ３３６に入射する光のヨー角（コリメータレンズ３３６に対する入射角）が調整され、これにより、コリメータレンズ３３６から出射する光のヨー角が調整される。

例えば、反射部３１３が矢印Ａ３３の方向に回動させられることによって、コリメータレンズ３３６から出射した光の光路が、ｘｙ平面上において、コリメータレンズ３３６の光軸（ｙ軸）と平行になるように、反射部３１３が回動させられる。

さらに、ＬＤ３１２がメインベース３１１上において、矢印Ｂ３３の方向（ｘ軸と平行な方向）に平行移動させられて、コリメータレンズ３３６から出射する光のｘ軸方向の出射位置が調整される。すなわち、ＬＤ３１２が矢印Ｂ３３の方向に平行移動させられることによって、ＬＤ３１２から反射部３１３に入射し、反射部３１３において反射されてコリメータレンズ３３６に入射する光のｘ軸方向の入射位置（コリメータレンズ３３６に対するｘ軸方向の入射位置）が調整され、これにより、コリメータレンズ３３６から出射する光のｘ軸方向の出射位置が調整される。

ここで、例えば、ＬＤ３１２には、ネジ３７２−１およびネジ３７２−２を通すネジ穴（図示せず）が設けられており、ＬＤ３１２がメインベース３１１に固定される場合、ＬＤ３１２に設けられたネジ穴にネジ３７２−１およびネジ３７２−２が通され、さらに、メインベース３１１に設けられた図示せぬネジ受けに螺挿されて、ネジ３７２−１およびネジ３７２−２がネジ受けに螺合されることによって、ＬＤ３１２がメインベース３１１に固定される。また、ＬＤ３１２に設けられたネジ穴の直径は、ネジ３７２−１およびネジ３７２−２の直径（ネジ径）よりも大きく、さらに、ＬＤ３１２とメインベース３１１とが当接（接触）するそれぞれの端面は、ｘｙ平面と平行な平面となっているので、ＬＤ３１２が、ＬＤ３１２とメインベース３１１とが当接するｘｙ平面と平行な平面上において、メインベース３１１に対して平行移動させられることができるようになされている。

そこで、例えば、ＬＤ３１２が、矢印Ｂ３３の方向に平行移動させられて、コリメータレンズ３３６から出射した光の光路が、ｘｙ平面上において、コリメータレンズ３３６の光軸と一致する（かさなる）ように、ＬＤ３１２の位置が調整される。なお、以下、ネジ３７２−１およびネジ３７２−２を個々に区別する必要のない場合、単にネジ３７２と称する。

ＬＤ３１２の位置が調整されることで、コリメータレンズ３３６から出射する光のｘ軸方向の出射位置が調整されてから、ＬＤ３１２がネジ３７２でメインベース３１１に固定される。そして、さらに、反射部３１３がメインベース３１１に固定される。

反射部３１３がメインベース３１１に固定される場合、例えば、図１０に示すように、ハンダ付けが行われて、反射部３１３のミラー保持部３３３が、メインベース３１１のポール３３２に固定される。

ミラー保持部３３３には、ミラー保持部３３３をメインベース３１１に固定するためのアーム３９１−１およびアーム３９１−２が設けられている。アーム３９１−１およびアーム３９１−２は、それぞれポール３３２をアーム３９１−１またはアーム３９１−２と、ミラー保持部３３３との間に挟み込むような位置に設けられている。

そこで、アーム３９１−１と、ポール３３２−１との間にハンダ３９２−１が流し込まれ、同様に、アーム３９１−２と、ポール３３２−２との間にもハンダ３９２−２が流し込まれて、反射部３１３がメインベース３１１に固定される。

なお、このとき、ポール３３２は、熱伝導率の小さい物質から形成されているので、ハンダ付けが行われることにより生じる熱（例えば、半田鏝からメインベース３１１に伝わる熱）が、メインベース３１１を介してＬＤ３１２に伝わることはない。したがって、ハンダ付けが行われることで生じる熱によって、ＬＤ３１２が劣化することはない。

次に、図１１のフローチャートを参照して、作業者や産業用のロボットなどが、光源３０１の光軸を調整して、光源３０１を組み立てる処理である、組み立ての処理を説明する。

ステップＳ３１において、コリメータレンズ３３６が、レンズホルダ３３５に偏芯するように固定される。例えば、図９に示すように、コリメータレンズ３３６の中心Ｄ１が、レンズホルダ３３５の中心Ｄ２からＬだけ偏芯するように、接着剤などによりコリメータレンズ３３６がレンズホルダ３３５に固定される。

ステップＳ３２において、投射部３１４がメインベース３１１のＶ字受け部３３１上に配置されて、レンズホルダ３３５の回転軸を中心として、レンズホルダ３３５（投射部３１４）が回動させられることによって、コリメータレンズ３３６の高さ（図８のｚ軸方向の高さ）が調整される。

例えば、図１２に示すように、レンズホルダ３３５における、反射部３１３と反対側の端面から、光（以下、基準光と称する）が入射され、コリメータレンズ３３６の中心Ｄ１の高さが、基準光の高さと同じ高さとなるように、レンズホルダ３３５が回動させられてコリメータレンズ３３６の高さが調整される。

なお、図中、図９に対応する部分には、同一の符号を付してあり、繰り返しになるので、その説明は省略する。また、図中、矢印Ｗ１１および矢印Ｗ１２は、基準光の光路を表しており、矢印Ａ５１は、レンズホルダ３３５が回動させられる方向を示している。さらに、図中、左側に示す投射部３１４は、コリメータレンズ３３６の高さが調整される前の投射部３１４を表しており、図中、中央には、投射部３１４が回動させられる方向を示し、さらに、図中、右側に示す投射部３１４は、コリメータレンズ３３６の高さが調整された後の投射部３１４を表している。

まず、Ｖ字受け部３３１に投射部３１４（レンズホルダ３３５）が配置され、メインベース３１１にＬＤ３１２および反射部３１３が配置されていない状態で、図中、レンズホルダ３３５の右側に、コリメータレンズ３３６の高さを調整するための標的４１１（ターゲット）が配置される。標的４１１には、光源３０１が出射（投射）する光の高さの目標となる位置（以下、基準位置と称する）に、基準位置を示すマーキングがなされている。そして、図中、レンズホルダ３３５の左側から、基準位置と同じ高さの基準光が、コリメータレンズ３３６を介して標的４１１に照射される。

例えば、コリメータレンズ３３６の中心Ｄ１の高さ（位置）が、基準位置と異なるとき、コリメータレンズ３３６を透過した基準光は、矢印Ｗ１１に示すように、標的４１１の基準位置（を示すマーキングの位置）には入射しない。矢印Ｗ１１に示す例においては、コリメータレンズ３３６の中心Ｄ１の高さは、基準位置より低い位置にあり、コリメータレンズ３３６を透過した基準光は、標的４１１の基準位置より低い位置に入射する。

そこで、基準光が、標的４１１の基準位置に入射するように、レンズホルダ３３５が、レンズホルダ３３５の回転軸を中心として、矢印Ａ５１の方向に回動させられることによって、コリメータレンズ３３６を透過した基準光が、標的４１１の基準位置に入射するに、コリメータレンズ３３６の中心Ｄ１の高さが調整される。これにより、コリメータレンズ３３６の中心Ｄ１の高さは、基準位置と同じ高さとなり、コリメータレンズ３３６を透過した基準光は、例えば、矢印Ｗ１２に示すように、標的４１１の基準位置に入射する。なお、基準光が、投射部３１４を介して標的４１１に入射され、その高さが調整されることにより、コリメータレンズ３３６の高さが調整されると説明したが、基準光が投射部３１４に入射され、投射部３１４において反射された基準光の高さが調整されることによって、コリメータレンズ３３６の高さが調整されるようにしてもよい。

図１１のフローチャートの説明に戻り、コリメータレンズ３３６の高さが調整されてから、ステップＳ３３に進み、メインベース３１１にＬＤ３１２および反射部３１３が配置され、ＬＤ３１２から出射し、反射部３１３を介して投射部３１４から出射する光（出射光）のピッチ角および高さが調整される。

このとき、例えば、図１３に示すように、図中、投射部３１４の左側に、図１２に示した標的４１１が配置され、ＬＤ３１２から出射した光が、反射部３１３および投射部３１４を介して標的４１１の基準位置の高さ（図中、上下方向の高さ）に照射されるように、反射部３１３の位置が調整される。なお、図中、矢印は、ＬＤ３１２から出射した光の光路を示している。また、図中、図８または図１２における場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、繰り返しになるので、その説明は、適宜、省略する。

標的４１１は、例えば、投射部３１４のレンズホルダ３３５の標的４１１側の端面から、標的４１１までの距離が、コリメータレンズ３３６の焦点距離によって定まる、予め定められた所定の距離となるように配置されている。

また、標的４１１と投射部３１４との間に標的４３１が配置される。標的４３１には穴が設けられており、標的４３１に設けられた穴は、例えば、その中心が、標的４１１の基準位置と同じ高さとなるようになされている。そして、ＬＤ３１２から光が出射され、ＬＤ３１２から出射した光が、反射部３１３および投射部３１４を介して標的４３１の穴をそのまま通過し、標的４１１の基準位置に入射するように、投射部３１４から出射する光の高さおよびピッチ角が調整される。

ここで、投射部３１４から出射する光（出射光）の（図中、上下方向の）高さは、反射部３１３が図中、上下方向に平行移動させられることによって調整され、出射光のピッチ角は、反射部３１３が図中、上下方向にあおられることによって調整される。また、このとき、投射部３１４から出射し、標的４１１に照射された光の輪郭（エッジ）が鮮明になるように、投射部３１４が、図中、左右方向に平行移動させられて、投射部３１４から出射した光の焦点位置（いわゆるピント合わせ）が調整される。

すなわち、例えば、図８において、反射部３１３が矢印Ｂ３２の方向に平行移動させられて、出射光のｚ軸方向の高さ（出射位置）が調整され、さらに、ｘ軸と平行な直線を回転軸として、反射部３１３が矢印Ａ３２の方向に回動させられて、出射光のピッチ角が調整される。そして、投射部３１４が、矢印Ｂ３１の方向に平行移動させられて、出射光の焦点位置が調整される。

また、出射光の焦点位置が調整されてから、図８で示したように、レンズホルダ保持部３１５がネジ３５１でメインベース３１１に取り付けられ、投射部３１４（レンズホルダ３３５）がメインベース３１１に固定される。

このように、投射部３１４から出射した光が、標的４３１の穴をそのまま通過して、標的４１１の基準位置に照射されるように、光源３０１の光軸が調整されることによって、光源３０１は、常に基準位置の高さからピッチ角が０である光を投射（出射）することができる。

なお、より詳細には、図１３における矢印に示すように、投射部３１４から出射した光は、空間的な広がりを有している（ビーム径が有限である）ため、標的４１１に照射された光の像は、例えば、円や楕円などとなる。したがって、標的４１１に照射された光の像の中心の高さ（位置）が標的４１１の基準位置と同じ高さとなるように、投射部３１４から出射した光の高さが調整される。

図１１のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ３４において、投射部３１４から出射する光（出射光）のヨー角および横方向の出射位置（図８におけるｘ軸方向の出射位置）が調整されて、組み立ての処理は終了する。

例えば、ピッチ角および高さを調整する場合と同様に、図８に示すように、ｚ軸と平行な直線を回転軸として、反射部３１３が矢印Ａ３３の方向に回動させられ、さらに、ＬＤ３１２が矢印Ｂ３３の方向に平行移動させられることによって、投射部３１４が出射する光が、標的４３１（図１３）に設けられた穴を通過して、標的４１１（図１３）の基準位置に入射するように、投射部３１４が出射する光のヨー角および横方向の出射位置（図８におけるｘ軸方向の出射位置）が調整される。したがって、例えば、図１３において、図中、上から標的４１１を見た場合に、標的４１１に照射された光の像の中心の位置が標的４１１の基準位置と同じ位置となるように、投射部３１４が出射した光の横方向の出射位置が調整される。

そして、出射光のヨー角および横方向の出射位置が調整されてから、ＬＤ３１２がネジ３７２でメインベース３１１に固定され、さらに、反射部３１３が、ハンダ付けによりメインベース３１１に固定されて、組み立ての処理は終了する。

このようにして、ＬＤ３１２、反射部３１３、および投射部３１４の位置が調整されて、光源３０１から出射する光の出射位置および出射角が調整される。

以上のように、ＬＤ３１２、反射部３１３、および投射部３１４の位置を調整することによって、光源３０１の光軸を調整することができ、これにより、光源３０１を構成する各部品の加工精度によらず、光源３０１が出射する光を、より正確に所望する位置（入射位置）に、所望する入射角で入射させることができる。

また、光源３０１においては、ＬＤ３１２が、直接メインベース３１１に固定されるようにしたので、ＬＤ３１２が発する熱を、メインベース３１１以外の他の部品を介することなく、メインベース３１１が固定されている冷却装置に排熱することができる。したがって、ＬＤ３１２が発する熱をより効率よく排熱できるとともに、ＬＤ３１２が発する熱を効率よく排熱するために高い面精度が要求される部品の数を減らすことができ、より低コストな光源を提供することができる。

さらに、光源３０１においては、ハンダ付けが行われて、反射部３１３がメインベース３１１に固定されるようにしたので、光源３０１を構成する各部品を固定するためのネジの数を減らすことができ、これにより、光源の小型化を実現することができる。

本発明によれば、発光するようにしたので、光を投射することができる。また、本発明によれば、ＬＤ、反射部、および投射部の位置を調整するようにしたので、光源の光軸を調整することができる。

なお、上述した光源を組み立てる処理において、光源から出射する光のピッチ角、ヨー角、高さ、横方向の出射位置、および焦点位置が調整されると説明したが、それぞれの調整が行われる順番は任意であり、また、それぞれの調整が同時に行われるようにしてもよい。

従来の光源の構成を示す図である。 本発明を適用した光源の構成例を示す斜視図である。 本発明を適用した光源の組み立てを説明する図である。 コリメータレンズの取り付けを説明するためのメインベースの断面図である。 組み立ての処理を説明するフローチャートである。 光源が出射する光のピッチ角および高さの調整を説明する図である。 本発明を適用した光源の構成例を示す斜視図である。 本発明を適用した光源の組み立てを説明する図である。 コリメータレンズの取り付けを説明する図である。 反射部の取り付けを説明する図である。 組み立ての処理を説明するフローチャートである。 コリメータレンズの高さの調整を説明する図である。 光源が出射する光のピッチ角および高さの調整を説明する図である。

符号の説明

４１ 光源， ５１ メインベース， ５２ サブベース， ５３ サブベース， ５４ ＬＤ， ６２ 横孔， ８１ コリメータレンズ， ８２ レンズホルダ， ３０１ 光源， ３１１ メインベース， ３１２ ＬＤ， ３１３ 反射部， ３１４ 投射部， ３１５ レンズホルダ保持部， ３３１ Ｖ字受け部， ３３３ ミラー保持部， ３３４ 全射ミラー， ３３５ レンズホルダ， ３３６ コリメータレンズ

Claims (8)

1. 光線を発光する発光手段と、
   前記発光手段が発光した光線を投射するレンズと、
   前記発光手段を保持するとともに、前記レンズの光軸に垂直な第１の直線を回転軸として回動させられることにより、前記発光手段から前記レンズに入射した光線であって、前記レンズが投射する光線の前記レンズの光軸に対する角度を調整する第１の調整手段と、
   前記第１の調整手段を保持するとともに、前記レンズの光軸および前記第１の直線に垂直な第２の直線を回転軸として回動させられることにより、前記発光手段から前記レンズに入射した光線であって、前記レンズが投射する光線の前記レンズの光軸に対する角度を調整する第２の調整手段と
   を備えることを特徴とする光源。
2. 前記第１の調整手段は、前記第２の直線と平行な方向に移動させられることにより、前記レンズが投射する光線の前記レンズにおける、前記第２の直線と平行な方向の出射位置をさらに調整し、
   前記第２の調整手段は、前記第１の直線と平行な方向に移動させられることにより、前記レンズが投射する光線の前記レンズにおける、前記第１の直線と平行な方向の出射位置をさらに調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源。
3. 前記第２の調整手段は、前記レンズの光軸と平行な方向に移動させられることにより、前記レンズから前記発光手段までの距離をさらに調整する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光源。
4. 発光した光線を投射する光源の製造方法において、
   発光手段が発光した光線を投射するレンズを固定するレンズ固定ステップと、
   前記レンズの光軸に垂直な第１の直線を回転軸として、前記発光手段が固定された第１の調整手段を回動させることにより、前記発光手段から前記レンズに入射した光線であって、前記レンズが投射する光線の前記レンズの光軸に対する角度を調整する第１の調整ステップと、
   前記レンズの光軸および前記第１の直線に垂直な第２の直線を回転軸として、前記第１の調整手段が固定された第２の調整手段を回動させることにより、前記発光手段から前記レンズに入射した光線であって、前記レンズが投射する光線の前記レンズの光軸に対する角度を調整する第２の調整ステップと
   を含むことを特徴とする製造方法。
5. 光線を発光する発光手段と、
   前記発光手段が発光した光線を投射するレンズと、
   前記レンズの光軸が、前記レンズの光軸と平行な自分自身の回転軸に対して偏芯するように、前記レンズを保持するとともに、前記回転軸を中心として回動させられることにより、前記回転軸を含む所定の平面から前記レンズの光軸までの距離を調整する第１の調整手段と
   を備えることを特徴とする光源。
6. 前記発光手段が発光した光線を反射させて、前記レンズに入射させるとともに、前記レンズの光軸に垂直な、互いに直交する第１の直線および第２の直線のうちのいずれかを回転軸として回動させられることにより、前記レンズに入射させた光線であって、前記レンズが投射する光線の前記レンズの光軸に対する角度を調整する第２の調整手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の光源。
7. 前記発光手段は、前記第１の直線と平行な方向に移動させられることによって、前記レンズが投射する光線の、前記レンズにおける前記第１の直線と平行な方向の出射位置をさらに調整し、
   前記第２の調整手段は、さらに、前記第２の直線と平行な方向に移動させられることによって、前記レンズが投射する光線の、前記レンズにおける前記第２の直線と平行な方向の出射位置を調整する
   ことを特徴とする請求項６に記載の光源。
8. 発光した光線を投射する光源の製造方法において、
   発光手段が発光した光線を投射するレンズの光軸が、調整手段の回転軸であって、前記レンズの光軸と平行な回転軸に対して偏芯するように、前記レンズを前記調整手段に固定するレンズ固定ステップと、
   前記回転軸を中心として前記調整手段を回動させることにより、前記回転軸を含む所定の平面から前記レンズの光軸までの距離を調整する調整ステップと
   を含むことを特徴とする製造方法。

Images