JP2013196946A - 光源装置、プロジェクタ、及び、光源装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子の抜き取りを防止可能としながら、製造工程において発光素子とレンズの光軸合せを容易とする光源装置、プロジェクタ、及び、光源装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 光源装置は、発光素子と、当該発光素子を収容する第１のホルダと、当該第１のホルダに収容した前記発光素子のフランジ部を受けて前記第１のホルダに接着固定される固定部材と、前記発光素子から出射される光束を集光するレンズと、当該レンズを収納する第２のホルダと、前記第１のホルダと前記第２のホルダとを締結する締結部材と、を備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光源装置、プロジェクタ、及び、光源装置の製造方法に関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さら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。

そして、プロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで、用途が拡大している。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、光源として複数のレーザーダイオード等の半導体発光素子を用い、それに伴い複数のレンズやミラー等の光学部品により構成される光源装置の開発や提案が多々なされている。

そして、下記に示す特許文献１には、レーザーダイオードなどの半導体発光素子のパッケージを弾性部材で加圧して保持することにより、半導体発光素子と半導体発光素子を保持する保持部材との熱伝導性を高めて放熱させることが可能な光源装置及びこれを備えたプロジェクタが提案されている。

特開２０１１−１３４６６８号公報

しかしながら、上述の光源装置では、半導体発光素子とされる青色レーザーダイオードと、青色レーザーダイオードの少なくとも周縁を露出して保持する保持部材であるダイオード保持体と、青色レーザーダイオードの周縁に備えられる弾性部材であるダイオード押圧材と、ダイオード押圧材を押圧する押圧部材とされるレンズ保持体と、ダイオード保持体の青色レーザーダイオードを保持する面に対向した面で、ダイオード保持体と当接するヒートシンクと、を備え、ダイオード押圧材によって、ダイオード保持体の青色レーザーダイオードを保持する面に青色レーザーダイオードを押圧するものであって、レンズ保持体をダイオード保持体から離反させると、容易に青色レーザーダイオードを取り出すことが可能であった。

このような、レーザーダイオードの取出しを防止するには、レンズ保持体を接着固定することも考えられるが、接着に際してレーザーダイオードとレンズとの光軸調整に注意と手数を要し、接着後に光軸の僅かなずれが発見された場合には、再調整ができないなどの不具合があり、実施が困難である。

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、発光素子の抜き取りを防止可能としながら、製造工程において発光素子とレンズの光軸合せを容易とする光源装置、プロジェクタ、及び、光源装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の光源装置は、発光素子と、当該発光素子を収容する第１のホルダと、当該第１のホルダに収容した前記発光素子のフランジ部を受けて前記第１のホルダに接着固定される固定部材と、前記発光素子から出射される光束を集光するレンズと、当該レンズを収納する第２のホルダと、前記第１のホルダと前記第２のホルダとを締結する締結部材と、
を備えることを特徴とする。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備え、前記光源装置が、本発明の上記記載の光源装置であることを特徴とする。

本発明の光源装置の製造方法は、円柱形状のフランジ部と当該フランジ部よりも直径の小さなシリンダ部とを有する発光素子を第１のホルダの前面から前記第１のホルダに収納する収納工程と、前記第１のホルダに収納された前記発光素子のフランジ部の前面を含む前記第１のホルダの前面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、板状の固定部材により前記発光素子のフランジ部の前面を含む前記第１のホルダの前面を覆う固定部材配置工程と、前記第１のホルダに収納された前記発光素子の光軸とレンズが固定された第２のホルダのレンズの光軸とを治具により一致させる調整工程と、前記第２のホルダを前記第１のホルダに締結部材により固定する締結工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、発光素子の抜き取りを防止可能としながら、製造工程において発光素子とレンズの光軸合せを容易とする光源装置、プロジェクタ、及び、光源装置の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るプロジェクタの機能ブロックを示す図である。 本発明の実施形態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。 本発明の実施形態に係る光源装置の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る光源装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る光源装置を拡大した断面図である。 本発明の実施形態に係る光源装置を前方から見た図である。 本発明の実施形態に係る光源装置の各ネジによる締結状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る光源装置の製造方法の流れを示すフロー図である。 本発明の実施形態に係る光源装置のレンズ位置調整を説明する断面図である。

以下、本発明の実施形態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、本実施形態において、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端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力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。

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の機能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等から構成される。

この制御部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、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。

そして、このプロジェクタ制御手段により、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る。そして、このプロジェクタ10は、光源ユニット60から射出された光線束を後述の光源側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、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。

そして、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の赤色、緑色及び青色の波長帯域光を発光させる個別の制御を行う。

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オフ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オフ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、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からの射出光の光軸が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導光光学系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固体発光素子である複数の励起光源71から成る光源群72、各励起光源71からの射出光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する複数の反射ミラー75、複数の反射ミラー75で反射した各励起光源71からの射出光を集光する集光レンズ78、及び、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等を備える。

光源群72は、複数の青色レーザー発光器とされる励起光源71がマトリクス状に配列されて成る。また、各励起光源71の光軸上には、各励起光源71からの射出光の指向性を高めるように平行光に変換するコリメータレンズ73が夫々配置されている。そして、複数の反射ミラー75は、階段状に配列されて、各励起光源71から射出される光源光束同士の間隔を狭めることにより、光源群72から射出される光線束の断面積を水平方向において縮小して、集光レンズ78に向けて反射する。

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、励起光照射装置70から射出される光線束を蛍光ホイール101に集光するとともに蛍光ホイール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、蛍光ホイール101から正面パネル12方向に射出される光線束を集光する集光レンズ115と、を備える。

蛍光ホイール101は、励起光照射装置70からの射出光を励起光として受けて緑色波長帯域の蛍光発光光を射出する緑色蛍光発光領域と、励起光照射装置70からの射出光を拡散透過する拡散透過領域と、が周方向に並設してなる。また、緑色蛍光発光領域における基材は銅やアルミニウム等から成る金属基材であって、この基材の背面パネル13側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されており、このミラー加工された表面に緑色蛍光体の層が敷設されている。さらに、拡散透過領域における基材は透光性を有する透明基材であって、この基材の表面には、サンドブラスト等によって微細凹凸が形成されている。

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、直接背面パネル13側へ、あるいは、蛍光ホイール101の表面で反射した後に背面パネル13側へ射出され、集光レンズ群111に入射する。また、蛍光ホイール101の拡散透過領域に照射された励起光照射装置70からの射出光は、微細凹凸によって拡散された拡散透過光として集光レンズ115に入射する。なお、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によって蛍光発光装置100等が冷却される。

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、を備える単色発光装置である。この赤色光源121は、赤色波長帯域の光を発する赤色発光ダイオードである。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。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。

そして、導光光学系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反射ミラー、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と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光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１ダイクロイックミラー141が配置されている。

また、蛍光ホイール101を拡散透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ115と正面パネル12との間には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する第１反射ミラー143が配置されている。さらに、第１反射ミラー143で反射した青色波長帯域光の光軸上であって光学系ユニット160の近傍には、この青色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第２反射ミラー145が配置されている。

また、第１ダイクロイックミラー141を透過した赤色波長帯域光の光軸及びこの光軸と一致するように第１ダイクロイックミラー141により反射された緑色波長帯域光の光軸と、第２反射ミラー145で反射した青色波長帯域光の光軸とが交差する位置には、青色波長帯域光を透過し、赤色及び緑色波長帯域光を反射してこれら赤色及び緑色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第２ダイクロイックミラー148が配置されている。そして、ダイクロイックミラーや反射ミラーの間には、夫々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、導光光学系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に導光する光源側光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する光源側光学系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や、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、光源側光学系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、光源装置については、複数の青色レーザー発光器とされる励起光源71がマトリクス状に、例えば、図３に示した３×８の２４個、又は、後述の図７に示す３×４の１２個の形態で配列した例を下記で説明する。

本発明の青色波長帯域光を発する光源装置であるとともに、緑色波長帯域光を発する光源装置における励起光照射装置70であるコリメータレンズ73及び青色レーザーダイオードからなる励起光源71を有する光源装置の構成について図を用いて詳細に説明する。図４は、２４個の励起光源71を有する光源装置の実装構造を示す分解斜視図である。図５は、１２個の励起光源71を有する光源装置の実装構造を示す断面模式図である。図６は、本発明の実施形態に係る光源装置を拡大した断面図である。図７は、１２個の励起光源71を有する光源装置の前方から実装構造を示す図である。なお、本実施形態において、本発明の光源装置における左右とは、図５に示す励起光源71の射出方向に対しての左右を示し、前後については、励起光源71の射出方向を前方向とする。

光源装置は、図４に示すように、円柱形状のシリンダ部71bとシリンダ部71bよりも径の大きな円柱形状のフランジ部71aとを有する固体発光素子である青色レーザーダイオードからなる励起光源71と、励起光源71からの射出光を平行光に変換する円筒形状をしており光の入射側、及び出射側を所定の曲面とされるコリメータレンズ73と、励起光源71を配置させる第１のホルダである素子保持体82と、コリメータレンズ73を配置させる第２のホルダであるレンズ保持体79と、素子保持体82に励起光源71を収容した状態で、励起光源71を素子保持体82とで熱伝導性接着剤である接着剤83により接着して挟み込ませる固定部材80と、素子保持体82とレンズ保持体79とを光軸調整してから締結させる締結部材である螺子85と、コリメータレンズ73を抑える押え板89と、励起光源71を冷却させるヒートシンク81等と、を備える。

そして、固定部材80は、薄板状のアルミニウム等の放熱部材であって、図５、図６に示すように後方の面で励起光源71のフランジ部71aの前方面71dと接しているものである。

さらに、素子保持体82は、アルミニウム等の放熱部材であって、励起光源71を収納させ、底面部を、フランジ部71aを受けるフランジ支持部82bとする凹部を有し、その凹部は、フランジ部71aを収容した際に、フランジ部71aの前方面71dが凹部の開口側の面82cよりも前方側に少し突出するような深さとなっている。

そして、その突出した高さの部分のギャップにも接着剤83が入り込み、熱伝導が良好になる構造となっている。

また、素子保持体82とレンズ保持体79とは、図７及び図８に示すように光学装置の前方から後方にかけて螺子85により締結させて、励起光源71を前後方向で所定位置に配置させる。

このとき、素子保持体82とレンズ保持体79とは、図６、図８で示すように、素子保持体82の周縁部や上述の締結用の螺子85周縁において、素子保持体82の支持部82aと、レンズ保持体79の後面部79aとが接触され、素子保持体82に配置した励起光源71は、フランジ部71aの後方の面を素子保持体82のフランジ支持部82bで受けるように支持されて、励起光源71を前後方向で所定位置とさせている。

なお、ここで、図６に示される71cは、励起光源71のリード端子90は、そこに電力を供給するためのＦＰＣである。

さらに、励起光源71は、固定部材80と第１のホルダである素子保持体82との間で挟み込まれ、接着剤83により接着し、さらに螺子86を螺着させて固定されており、万が一、第２のホルダであるレンズ保持体79が取り外されても、正常な状態で励起光源71を取り外すことは困難である。また、光源装置は完成後であっても、例えば励起光源71とコリメータレンズ73との位置出しを改めて行う場合には、夫々のホルダを容易に移動させて取り付け位置の再調整を行って、取り付け完成させることを可能としている。

また、レンズ保持体79は、硬質の樹脂製または金属製であって、前方にコリメータレンズ73を配置させる凹部を有し、図７に示すように押え板89の前方から螺子87を螺着させてコリメータレンズ73を押え板89とレンズ保持体79との間で固定させており、その凹部の中央に励起光源71からの射出光の光路となる穴を有する。

なお、コリメータレンズ73は、図８に示したように、レンズ保持体79の凹部周縁のレンズ支持部79bで受けられることにより、光軸方向の位置が規制されている。

また、素子保持体82は、図４及び図５に示したように、周縁に額縁状の突出部である支持部82aを設けて、固定部材80を素子保持体82の額縁状内部に嵌め込むように形成させていることにより、素子保持体82から固定部材80を容易に分離できない構造とされている。

このような構成とすることにより、励起光源71は、固定部材80によりフランジ部71aの前方を覆うように配置されることにより、レンズ保持体79が離反されて励起光源71を取出すことを防止している。

次に、本発明の光源装置の製造方法の流れについて図を用いて説明する。図９は、光源装置の製造方法の流れを示すフロー図である。図１０は、光源装置の製造方法に関するレンズ位置調整を説明する断面図である。

この光源装置は、先述のとおり、円柱形状のシリンダ部71bとシリンダ部71bよりも径の大きな円柱形状のフランジ部71aとを有する固体発光素子である青色レーザーダイオードからなる励起光源71と、励起光源71からの射出光を平行光に変換する円筒形状をしており光の入射側、及び出射側を所定の曲面とされるコリメータレンズ73と、励起光源71を配置させる第１のホルダである素子保持体82と、コリメータレンズ73を配置させる第２のホルダであるレンズ保持体79と、素子保持体82に励起光源71を収容した状態で、励起光源71を素子保持体82とで熱伝導性接着剤である接着剤83により接着し、更に螺子86で固定して挟み込ませる固定部材80と、素子保持体82とレンズ保持体79とを光軸調整してから締結させる締結部材である螺子85とを備える。

光源装置の製造方法は、先ず、円柱形状のシリンダ部71bとシリンダ部71bよりも径の大きな円柱形状のフランジ部71aとを有する励起光源71を素子保持体82に載置する載置工程を実行する（ステップＳ１）。

次に、載置された励起光源71のフランジ部前面を含む素子保持体82の前方の面に接着剤83を塗布する塗布工程を実行する（ステップＳ２）。

続いて、励起光源71のフランジ部71aを素子保持体82の前方の面とで挟み込むように固定部材80を載置して接着剤83で接着させて固定する固定工程を実行する（ステップＳ３）。

更に、接着固定後に固定部材80の前方から螺子86（図４，図７参照）で止めることにより、固定部材80と素子保持体82とを強固に固定させる工程（ステップＳ４）を行い、発光素子ブロックを完成させる。

次に、レンズ保持体79のレンズ収納部にコリメータレンズ73を載置させ（ステップＳ５）、前方から押え板89を載置して覆い（ステップＳ６）、螺子87によりレンズ保持体79と押え板89とを取り付けてコリメータレンズ73を挟みこむようにして固定させる工程（ステップＳ７）を行い、レンズブロックを完成させる。

なお、このステップＳ１〜Ｓ４、ステップＳ５〜Ｓ６の工程は逆にしてもよいし、並列に行うこともできる。

続いて、図１０（ａ）に示すように完成した発光素子ブロックとレンズブロックとを図示しない治具により光軸に対する水平方向のレンズ位置調整を行い、図１０（ｂ）に示すようにコリメータレンズ73と励起光源71を所定の位置とさせる調整工程を実行する（ステップＳ８）。

そして、調整工程後に、図７に示すように、締結手段である螺子85により素子保持体82を有する発光素子ブロックとレンズ保持体79を有するレンズブロックとを締結する締結工程を実行する（ステップＳ９）。

このようにして、光源装置の製造方法は、上述の工程により励起光源71の抜き取りを防止可能としながら、製造工程において励起光源71とコリメータレンズ73の光軸合せを容易とする光源装置、プロジェクタ10、及び、光源装置の製造方法を提供することができる。

なお、上記実施形態では、プロジェクタ10の光源装置として青色光源を兼ねた励起光照射装置70の構成について説明してきたが、本発明の光源装置は、例えば、プロジェクタ10の赤色光源装置等についても複数の光源が行及び列をなすように平面状に配列された光源群と、各光源から射出された各光線束を集光させる等のレンズ群と、を有する光学系の構成とする場合には同様に適用できる。

さらに、コリメータレンズ73は単独に限らず、全体をレンズアレイとし、そしてできた第１のホルダの周縁を第２のホルダ側に突出させ、固定部材を凹部に挿入して接着することもある。

また、上記実施形態では、プロジェクタ10の光源装置として、半導体発光素子である青色レーザーダイオードをマトリクス状に複数配置して形成される励起光照射装置70の構成について説明してきたが、本発明の光源装置は、例えば、１個の素子であっても発光量の大きな発光素子による光源と、その光源から射出された光線束を集光させる集光レンズ等のレンズと、による光源装置の構成とする場合にも同様に適用できる。

以上のように本発明の実施形態によれば、励起光源71の抜き取りを防止可能としながら、製造工程において励起光源71とコリメータレンズ73の光軸合せを容易とする光源装置、プロジェクタ10、及び、光源装置の製造方法を提供することができる。

そして、本発明の実施形態によれば、励起光源71は複数のレーザーダイオードからなることから、蛍光体を効率良く励起させて発光させることができる。そして、蛍光ホイール101に、少なくとも緑色波長帯域光を発する蛍光体を有する蛍光体層を形成することで、原色である緑色の波長帯域光を生成することができる。

また、本発明の実施形態によれば、固定部材80が素子保持体82と熱伝導性接着剤で接着されていることにより、励起光源71の発熱をフランジ部71aの両面で効率良く放熱させることができる。

さらに、本発明の実施形態によれば、固定部材80が後方の面で励起光源71のフランジ部71aと接していることから、励起光源71のフランジ部71aの前方面の発熱を効率良く放熱させることができる。

また、本発明の実施形態によれば、第１のホルダと第２のホルダとを螺子で取り付けて相互に一部を接触させることにより、コリメータレンズ73と励起光源71の距離を所定とさせて、容易に光軸方向の位置出しを可能としている。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] 発光素子と、
当該発光素子を収容する第１のホルダと、
当該第１のホルダに収容した前記発光素子のフランジ部を受けて前記第１のホルダに接着固定される固定部材と、
前記発光素子から出射される光束を集光するレンズと、
当該レンズを収納する第２のホルダと、
前記第１のホルダと前記第２のホルダとを締結する締結部材と、
を備えることを特徴とする光源装置。
[２] 前記第１のホルダは、底面部を、前記発光素子のフランジ部の後方面を受ける面をフランジ支持部とする凹部を有し、
当該凹部は、前記フランジ部を収容した際に、前記フランジ部の前方面が前記凹部の開口側の面よりも突出するような深さであることを特徴とする上記[１]に記載の光源装置。
[３] 前記発光素子は、円柱形状のフランジ部と当該フランジ部よりも直径の小さなシリンダ部を有するレーザーダイオードであることを特徴とする上記[１]又は上記[２]に記載の光源装置。
[４] 前記発光素子は、複数個であることを特徴とする上記[１]乃至上記[３]の何れかに記載の光源装置。
[５] 前記固定部材は、放熱部材で形成されており、熱伝導性接着剤で前記第１のホルダに接着固定されていることを特徴とする上記[１]乃至上記[４]の何れかに記載の光源装置。
[６] 前記第１のホルダと前記第２のホルダは、相互に一部を接触させることにより、前記レンズと前記固定発光素子の距離を所定として前記締結部材により締結されることを特徴とする上記[１]乃至上記[５]の何れかに記載の光源装置。
[７] 光源装置と、
表示素子と、
前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、
前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、
を備え、
前記光源装置が、上記[１]乃至上記[６]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。
[８] 円柱形状のフランジ部と当該フランジ部よりも直径の小さなシリンダ部とを有する発光素子を第１のホルダの前面から前記第１のホルダに収納する収納工程と、
前記第１のホルダに収納された前記発光素子のフランジ部の前面を含む前記第１のホルダの前面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
板状の固定部材により前記発光素子のフランジ部の前面を含む前記第１のホルダの前面を覆う固定部材配置工程と、
前記第１のホルダに収納された前記発光素子の光軸とレンズが固定された第２のホルダのレンズの光軸とを治具により一致させる調整工程と、
前記第２のホルダを前記第１のホルダに締結部材により固定する締結工程と、
を含むことを特徴とする光源装置の製造方法。

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
71a フランジ部 71b シリンダ部
71c リード端子
71d フランジ部の前方面
72 光源群
73 コリメータレンズ
75 反射ミラー群 78 集光レンズ
79 レンズ保持体 79a 受け部
80 固定部材
81 ヒートシンク 82 素子保持体
82a 支持部 82b フランジ支持部
82c 凹部の開口側の面
83 接着剤
85 螺子 86 螺子
87 螺子
89 レンズ抑え部材
90 ＦＰＣ 95 治具
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 115 集光レンズ
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 導光光学系 141 ダイクロイックミラー
143 第１反射ミラー
145 第２反射ミラー 148 第２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 光源側光学系 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 コンデンサレンズ 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

Claims (8)

1. 発光素子と、
   当該発光素子を収容する第１のホルダと、
   当該第１のホルダに収容した前記発光素子のフランジ部を受けて前記第１のホルダに接着固定される固定部材と、
   前記発光素子から出射される光束を集光するレンズと、
   当該レンズを収納する第２のホルダと、
   前記第１のホルダと前記第２のホルダとを締結する締結部材と、
   を備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記第１のホルダは、底面部を、前記発光素子のフランジ部の後方面を受ける面をフランジ支持部とする凹部を有し、
   当該凹部は、前記フランジ部を収容した際に、前記フランジ部の前方面が前記凹部の開口側の面よりも突出するような深さであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記発光素子は、円柱形状のフランジ部と当該フランジ部よりも直径の小さなシリンダ部を有するレーザーダイオードであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
4. 前記発光素子は、複数個であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源装置。
5. 前記固定部材は、放熱部材で形成されており、熱伝導性接着剤で前記第１のホルダに接着固定されてい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. 前記第１のホルダと前記第２のホルダは、相互に一部を接触させることにより、前記レンズと前記固定発光素子の距離を所定として前記締結部材により締結され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. 光源装置と、
   表示素子と、
   前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、
   前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
   前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、
   を備え、
   前記光源装置が、請求項１乃至請求項６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。
8. 円柱形状のフランジ部と当該フランジ部よりも直径の小さなシリンダ部とを有する発光素子を第１のホルダの前面から前記第１のホルダに収納する収納工程と、
   前記第１のホルダに収納された前記発光素子のフランジ部の前面を含む前記第１のホルダの前面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
   板状の固定部材により前記発光素子のフランジ部の前面を含む前記第１のホルダの前面を覆う固定部材配置工程と、
   前記第１のホルダに収納された前記発光素子の光軸とレンズが固定された第２のホルダのレンズの光軸とを治具により一致させる調整工程と、
   前記第２のホルダを前記第１のホルダに締結部材により固定する締結工程と、
   を含むことを特徴とする光源装置の製造方法。
   

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