JP2012128999A - Light source element, light souve device and projector - Google Patents
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Description
本発明は、光源素子、光源装置、及び当該光源素子もしくは光源装置を備えたプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light source element, a light source device, and a projector including the light source element or the light source device.
近年、発光ダイオードや半導体レーザー等の固体発光素子が照明用の光源又はプロジェクター用の光源として用いられつつある。例えば、特許文献1に記載されているように、パワー発光ダイオードをレーザースポット溶接で放熱要素に固定することを特徴とする光源素子、光源装置が知られている。
In recent years, solid-state light emitting elements such as light emitting diodes and semiconductor lasers are being used as illumination light sources or projector light sources. For example, as described in
しかしながら、特許文献1に記載の光源素子、光源装置では、光源素子を放熱要素に複数固定する場合に、各光源素子を個別にレーザースポット溶接する必要があり、固定に必要な時間が長くかかり、コストが増大するという課題があった。
However, in the light source element and the light source device described in
また、レーザースポット溶接を用いて、固体発光素子を放熱要素に固定する場合、放熱要素がレーザースポット溶接に必要な熱を放熱してしまうため、レーザースポット溶接の出力を高くする必要があり、固体発光素子に熱が伝導し、固体発光素子を破損する可能性が高いという課題があった。 Also, when fixing a solid light emitting element to a heat dissipation element using laser spot welding, the heat dissipation element dissipates the heat necessary for laser spot welding, so the output of laser spot welding must be increased, There is a problem that heat is conducted to the light emitting element and the solid light emitting element is likely to be damaged.
また、固体発光素子を複数配列する光源装置において、固体発光素子からの発光を平行光に変換するためのコリメートレンズをあらかじめ固体発光素子に固定しておく場合、固体発光素子の固定にレーザースポット溶接を使用すると、コリメーターレンズの温度が高くなってしまうため、コリメーターレンズの材質を樹脂材とすることが難しく、コストが増大するという課題があった。 In a light source device in which a plurality of solid state light emitting elements are arranged, when a collimating lens for converting light emitted from the solid state light emitting elements into parallel light is previously fixed to the solid state light emitting elements, laser spot welding is used to fix the solid state light emitting elements. However, since the temperature of the collimator lens becomes high, it is difficult to use a resin material for the collimator lens, which increases the cost.
また、固体発光素子を放熱要素に複数固定し、固体発光素子を放熱要素に固定した後にコリメーターレンズを調整・固定する場合においては、光源素子が密集して固定されているので、調整・固定用のアクチェータが移動するための空間が必要であり、かつその移動軌跡は複雑なものになってしまう。そのため、組み立てに必要な時間が長くなりコストが増大するという課題があった。 Also, when fixing / fixing the collimator lens after fixing the solid light emitting element to the heat dissipation element and fixing the solid light emitting element to the heat dissipation element, the light source elements are fixed and fixed. A space is required for the actuator to move, and the movement trajectory becomes complicated. For this reason, there is a problem that the time required for assembly becomes longer and the cost increases.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る光源素子は、固体発光素子と、前記固体発光素子を収納して前記固体発光素子が発する光を外部に取り出す光出射部を備えた筐体と、前記固体発光素子から発された光を略平行化するためのコリメーターレンズと、前記コリメーターレンズを保持する保持部とを備え、前記保持部は前記筐体に固定され、光の出射方向から見て、前記筐体の一部が前記保持部から露出していることを特徴とする。 Application Example 1 A light source element according to this application example includes a solid-state light-emitting element, a housing including the solid-state light-emitting element and a light emitting unit that extracts light emitted from the solid-state light-emitting element to the outside, and the solid-state element A collimator lens for collimating the light emitted from the light emitting element; and a holding portion for holding the collimator lens, the holding portion being fixed to the casing, and viewed from the light emitting direction. A part of the casing is exposed from the holding portion.
従って、本適用例によれば、光の出射方向から見て、前記筐体の一部が前記保持部から露出している構造となっているため、露出している前記筐体の一部を光の出射方向側から前記固体光源素子の底部を放熱要素に押し付けることができ、前記固体光源素子の安定した冷却が可能となる効果を得ることができる。
また、レーザースポット溶接等の発熱を伴う固定手段を用いることなく前記固体光源素子を前記放熱要素に固定することができる。そのため、前記固体発光素子が熱で破損することがないという効果を得ることができる。
Therefore, according to this application example, since the part of the casing is exposed from the holding portion when viewed from the light emitting direction, the exposed part of the casing is The bottom of the solid light source element can be pressed against the heat dissipating element from the light emitting direction side, and an effect of enabling stable cooling of the solid light source element can be obtained.
Further, the solid light source element can be fixed to the heat radiating element without using fixing means with heat generation such as laser spot welding. Therefore, it is possible to obtain an effect that the solid state light emitting device is not damaged by heat.
[適用例2]上記適用例に記載の光源素子は、前記保持部が紫外線を透過する材質でできていて、紫外線硬化樹脂によって筐体に固定されていることが好ましい。 Application Example 2 In the light source element according to the application example described above, it is preferable that the holding portion is made of a material that transmits ultraviolet light and is fixed to the casing with ultraviolet curable resin.
本適用例によれば、前記保持部が紫外線を透過する材料でできているため、前記保持部と前記筐体の固定に紫外線硬化樹脂を使用することができる。
また、前記保持部に樹脂材を使用することができ、コスト削減という効果を得ることができる。
また、前記コリメーターレンズに樹脂材を使用することができ、コスト削減という効果を得ることができる。
According to this application example, since the holding portion is made of a material that transmits ultraviolet rays, an ultraviolet curable resin can be used for fixing the holding portion and the housing.
Further, a resin material can be used for the holding portion, and an effect of cost reduction can be obtained.
Further, a resin material can be used for the collimator lens, and an effect of cost reduction can be obtained.
[適用例3]本適用例に記載の光源装置は、適用例1、2に記載の光源素子を複数放熱要素に取り付けたことを特徴とする。
本適用例によれば、前記固体発光素子に前記コリメーターレンズを組立・調整固定した後に、前記放熱要素に組み立てることができる。
Application Example 3 The light source device described in this application example is characterized in that the light source elements described in Application Examples 1 and 2 are attached to a plurality of heat dissipation elements.
According to this application example, the collimator lens can be assembled and adjusted and fixed to the solid state light emitting device, and then assembled to the heat dissipation element.
したがって、前記固体発光素子を前記放熱要素に固定した後にコリメーターレンズを組立・調整する場合に比較して、前記光源装置を組み立てることが非常に容易になる。
[適用例4]本適用例に記載のプロジェクターは、適用例3に示す光源装置から出射した光を画像データに応じて変調する光変調素子と、前記光変調素子で変調された光を投射する投射部と、を備えたことを特徴とする。
Therefore, it is very easy to assemble the light source device as compared with the case where the collimator lens is assembled and adjusted after the solid light emitting element is fixed to the heat dissipation element.
Application Example 4 A projector described in this application example projects a light modulation element that modulates light emitted from the light source device shown in Application Example 3 in accordance with image data, and light modulated by the light modulation element. And a projection unit.
したがって本適用例によれば、組立が容易な光源装置を使用したプロジェクターを構成することができるので、安価なプロジェクターを提供することができる。 Therefore, according to this application example, a projector using a light source device that can be easily assembled can be configured, and thus an inexpensive projector can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each layer and each member is made different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized.
(実施形態1)
図1は、本発明に係る光源素子の実施形態1の斜視図である。図2は、実施形態1に係る上面図である。図3は実施形態1に係る分解斜視図である。図4は光源素子を放熱要素に押し付ける状態を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of
まず、実施形態1に係る光源素子の概略構成について説明する。
光源素子1は固体発光素子としてのレーザーダイオード5(以下、LDという)と、これを収納する筐体2と、コリメーターレンズ4と、このコリメーターレンズ4を保持する保持部としてのレンズステー3で構成されている。
First, a schematic configuration of the light source element according to
The
筐体2は、アイレット部201、キャップ部202で構成され、LD5を収納している。
The
キャップ部202は光の出射方向を軸とする円筒状の筒部202bと開口部202aを備えており、アイレット部201とキャップ部202で構成される空間にLD5を収納する。キャップ部202はLD5から出射された光が出射する光出射部としての開口部202aを有する。
The
レンズステー3は、コリメーターレンズ4が搭載される部位3aを持ち、レンズステー3とコリメーターレンズ4はUV接着剤、もしくはその他の接着剤、もしくは溶着により固定される。
The lens stay 3 has a
コリメーターレンズ4が固定されたレンズステー3は、キャップ部202に対して、LDから出射された光を略平行化する位置に調整される。
The lens stay 3 to which the
コリメーターレンズ4が固定されたレンズステー3は、キャップ部202に対して位置調整された後に、キャップ部202の筒部202bに紫外線硬化樹脂としてのUV接着剤で固定される。
The lens stay 3 to which the
レンズステー3は、紫外線を透過する材質としてのガラス、透明樹脂、半透明樹脂でできている。 The lens stay 3 is made of glass, transparent resin, or translucent resin as a material that transmits ultraviolet rays.
図2に示すように、レンズステー3はLD5の光出射方向から見てキャップ202及びアイレット201の一部が露出している露出部2aを有する構造となっている。後述するように、光源素子1を放熱要素11(図4)に押し付けて固定する際に、この露出部2aに押し付け力を加える。すなわち、押し付け力を加えるために露出部を設けている。
As shown in FIG. 2, the lens stay 3 has a structure having an exposed
図3に記載されている矢印は、光源素子1を放熱要素11(図4)に押し付ける方向を示している。
以上述べたように、本実施形態に係る光源素子1によれば、以下の効果を得ることができる。
The arrows described in FIG. 3 indicate the direction in which the
As described above, according to the
後述するように(図4等)、光源素子1を放熱要素11に押圧、固定する際に、露出部2aを押圧することが可能なため、光源素子1を安定的に冷却する構造を得ることができる。
As will be described later (FIG. 4 and the like), since the exposed
また、露出部2aを押圧することにより光源素子1を固定することができ、レーザースポット溶接等の発熱を伴う方法を用いず光源素子1を固定することができるため、熱によりLD5が破損することがないという効果を有する。
In addition, the
さらに、露出部2aを押圧することにより、コリメーターレンズ4とレンズステー3に不要な応力がかかることがないため、コリメーターレンズ4の位置がLD5に対し、ずれることがない。
Furthermore, since unnecessary stress is not applied to the
放熱要素11に筐体2を固定する際に、レーザースポット溶接等の発熱を伴う固定方法を用いないため、コリメーターレンズ4を樹脂で形成することができ、コストを削減できるという効果を有する。
When fixing the
(実施形態2)
図4は本発明に係る光源装置の実施形態2の断面図である。図5は本発明に係る光源装置の実施形態2の斜視図である。光源装置10は複数の光源素子1、放熱要素11で構成される。放熱要素11は板状の部材であり、表面に光源素子1のアイレット部201が圧入される円形の凹部が複数形成されている。この凹部に光源素子1を配置して押圧治具12を用いて、各光源素子1の露出部2aを上から下に向けて(図4中の矢印の方向)押圧することにより、アイレット部201が円形の凹部に圧入されて放熱要素11に接触し固定される。その際、押圧治具12は複数の光源素子1を一度に圧入することができる。なお、露出部2aを押圧する際には、露出部2aのうちアイレット部201を押圧することにより、光源素子1に最小限の押し付け力を加えることができ、光源素子1の変形を防ぐことができる。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a sectional view of
以上述べたように本実施形態に係る光源装置10によれば、実施形態1での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the
複数の光源素子1は各光源素子単体でコリメーターレンズ4が位置調整されているため、放熱要素11に筐体2を取り付けた後にコリメーターレンズ4の位置調整をする必要がない。従って、狭い空間に、複数の光源素子を配置することができ、高価な調整装置が不要になるので安価に製造することができるという効果を有する。
Since the position of the
また、複数の光源素子1を1つずつ放熱要素11に固定する必要がなく、押圧治具12で固定することで、組み立てられるため、組み立てに要する時間を短縮することができ、コストを削減できるという効果を有する。
Moreover, since it is not necessary to fix the
(実施形態3)
図6は本発明に係る光源素子を用いたプロジェクター20の構成図である。プロジェクター20は、光源装置10と、光源装置から出射された光を画像データに応じて変調する光変調素子21と、光変調素子21で変調された光を投射する投射部22と、を備える。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a configuration diagram of a
以上述べたように、本実施形態に係るプロジェクター20によれば、実施形態1、実施形態2の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the
安価な光源装置を使用したプロジェクターを構成することができるので、安価なプロジェクターを提供することができる。 Since a projector using an inexpensive light source device can be configured, an inexpensive projector can be provided.
(変形例1)
上記実施形態1では、前記レンズステー3は位置調整後にキャップ部202の筒部202bにUV接着剤で固定されるものとして説明したが、この構成に限定するものではない。
レンズステー3はアイレット部201に固定されても良い。
(Modification 1)
In
The lens stay 3 may be fixed to the
(変形例2)
上記実施形態1では、前記レンズステー3は位置調整後にキャップ部202の筒部202bにUV接着剤で固定されるものとして説明したが、この構成に限定するものではない。
レンズステー3はアイレット部201、筒部202bの両方に固定されても良い。
(Modification 2)
In
The lens stay 3 may be fixed to both the
(変形例3)
上記実施形態1では、前記レンズステー3は位置調整後にキャップ部202の筒部202bにUV接着剤で固定されるものとして説明したが、この構成に限定するものではない。
固定は嫌気性接着剤、熱硬化性接着剤を用いても良い。
(Modification 3)
In
For fixing, an anaerobic adhesive or a thermosetting adhesive may be used.
1…光源素子、2…筐体、2a…露出部、201…アイレット部、202…キャップ部、202a…開口部、202b…筒部、3…レンズステー、3a…部位、4…コリメーターレンズ、5…LD、10…光源装置、11…放熱要素、12…押し付け治具、20…プロジェクター、21…光変調素子、22…投射部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記固体発光素子を収納して前記固体発光素子が発する光を外部に取り出す光出射部を備えた筐体と、
前記固体発光素子から発された光を略平行化するためのコリメーターレンズと、
前記コリメーターレンズを保持する保持部と、を備え、
前記保持部は前記筐体に固定され、光の出射方向から見て、前記筐体の一部が前記保持部から露出していることを特徴とする光源素子。 A solid state light emitting device;
A housing including a light emitting unit that houses the solid-state light-emitting element and extracts light emitted from the solid-state light-emitting element to the outside;
A collimator lens for making the light emitted from the solid state light emitting device substantially parallel;
A holding portion for holding the collimator lens,
The light source element, wherein the holding portion is fixed to the housing, and a part of the housing is exposed from the holding portion when viewed from a light emitting direction.
前記保持部が紫外線を透過する材質でできていて、前記保持部が前記筐体に紫外線硬化樹脂によって固定されていることを特徴とする光源素子。 The light source element according to claim 1,
The light source element, wherein the holding portion is made of a material that transmits ultraviolet rays, and the holding portion is fixed to the casing with an ultraviolet curable resin.
前記光源装置から出射した光を画像データに応じて変調する光変調素子と、
前記光変調素子で変調された光を投射する投射部と、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。 A light source device in which the light source element according to claim 1 or 2 is pressed against and fixed to a heat dissipating element;
A light modulation element that modulates light emitted from the light source device according to image data;
A projection unit for projecting light modulated by the light modulation element;
A projector characterized by comprising:
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