JP6111574B2 - 光源装置、投影装置及び光源装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光源装置、それを用いた投影装置及びその製造方法に関する。

一般に、パーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づく画像をスクリーン等に投影する投影装置が知られている。このような投影装置の一種として、光源から射出された光をデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ；登録商標）と呼ばれるマイクロミラー表示素子に集光させ、このマイクロミラー表示素子からの反射光で画像を形成する方式を採るものが知られている。

このような投影装置における光源として、近年、発光ダイオードやレーザダイオードを用いたものが知られている。例えば、特許文献１には、光源としてのレーザダイオードを、前側と後側の２つの保持体（ホルダ）によって挟み込むようにして保持する構成が開示されている。また、特許文献１では、後側の保持体にヒートシンクが当接され、このヒートシンクによってレーザダイオードの放熱が行われている。

特開２０１１−１３４６６８号公報

近年、プロジェクタから光源素子としてのレーザダイオードが勝手に抜き取られることがある。光源として用いられるレーザダイオードは出力が大きいので、勝手に使用されると非常に危険である。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、光源素子が抜き取られて勝手に使用されることのない構成を有する光源装置、それを用いた投影装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の光源装置は、光を発する光源素子と、前記光源素子を保持するホルダと、前記ホルダに装着される背面部材と、前記ホルダと前記背面部材との間に介在され、前記光源素子のリード線に接続されたフレキシブルプリント配線基板と、を備え、前記背面部材には、前記フレキシブルプリント配線基板に引っかかる爪部が設けられており、前記爪部は、前記背面部材が前記ホルダから取り外される際に、前記フレキシブルプリント配線基板に引っかかり、前記光源素子のリード線を引っ張る方向に力を与える。

また、前記の目的を達成するために、本発明の第２の態様の光源装置の製造方法は、光
源素子をホルダに保持させ、前記ホルダに形成された開口内にフレキシブルプリント配線基板を配置して該フレキシブルプリント配線基板と前記光源素子のリード線とを接合し、前記ホルダに形成された開口に、爪部が形成された背面部材の前記爪部を挿入し、前記背面部材を前記フレキシブルプリント配線基板の側にスライドさせて前記ホルダに前記背面部材を装着する。

本発明によれば、光源素子が抜き取られて勝手に使用されることのない構成を有する光源装置、それを用いた投影装置及びその製造方法を提供することができる。

一実施形態に係るプロジェクタの外観の一例を示す斜視図である。 一実施形態に係るプロジェクタの外観の一例を示す斜視図である。 一実施形態に係るプロジェクタの構成例の概略を示すブロック図である。 一実施形態に係るプロジェクタの内部構造の一例を示す平面模式図である。 一実施形態に係るプロジェクタの光学系の一例の概略を示す図である。 レーザ光源ユニットの斜視図である。 図６の６Ａ−６Ａ線断面図である。 図６の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。 ＦＰＣの構造例を示す図である。 レーザ光源ユニットの製造方法を示す図である。 ヒートシンクの装着手法を示す図である。 ヒートシンクの取り外し時にＬＤにかかる負荷について説明するための図である。 爪部に返しをつける変形例を示す図である。 ＦＰＣの接合位置をＬＤの本体に近接させる変形例を示す図である。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る投影装置としてのプロジェクタは、マイクロミラー表示素子を用いたＤｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＤＬＰ）（登録商標）方式を用いている。本実施形態に係るプロジェクタ１の外観について図１及び図２を参照して説明する。プロジェクタ１は、ほぼ直方体の形状をしている。この説明では、プロジェクタ１の投影方向を前側、その反対方向を後側とする。また、プロジェクタ１を例えば机に据え置いたときの天井側を上側、机側を下側と定義し、また、投影方向を垂直方向と見たときに水平となる方向に右側と左側とを定義し、以下説明を行う。図１及び図２に示されるように、プロジェクタ１の筐体は、上面パネル１１と、前側の正面パネル１２と、後側の背面パネル１３と、右側パネル１４と、左側パネル１５と、底面パネル１６とを有する。

正面パネル１２の左側には投影光が射出される投影レンズ部が設けられている。投影レンズ部には、投影レンズ部を覆うようにレンズカバー２１が設けられている。レンズカバー２１は、プロジェクタ１の使用時には取り外される。また、正面パネル１２には、リモコン受光部２２が設けられている。また、正面パネル１２には、吸気口２３ａが設けられている。右側パネル１４には、排気口２４ａが設けられており、左側パネル１５には、排気口２４ｂが設けられている。

上面パネル１１には、電源スイッチキー、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、各種設定の入力を行うための十字キー及び決定キー等を含む操作部２５と、電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、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を含むインジケータ部２６とが設けられている。

底面パネル１６には、プロジェクタ１が机に据え置かれるときの支点となるフロントフット２７及びリアフット２８が設けられている。フロントフット２７は、角度が変更されることで高さが変更されるようになっている。フロントフット２７の角度変更によって、プロジェクタ１の設置角度は調整され得る。リアフット２８は、ねじ込むことで、高さが微調整されるようになっており、設置時のプロジェクタ１の傾きが調整されるようになっている。さらに底面パネル１６には、天吊り時に天吊り金具が取り付けられる金具取付ネジ穴２９が設けられている。

背面パネル１３には、リモコン受光部２２と、吸気孔２３ｂと、スピーカ３５と、電源コネクタ３６とが設けられている。さらに背面パネル１３には、入力部３０に含まれる画像信号等入力用のＲＣＡ端子３１、Ｄ−ＳＵＢ端子３２、ＨＤＭＩ（登録商標）端子３３、ＵＳＢ端子３４等が設けられている。

本実施形態に係るプロジェクタ１の構成の概略を図３に示す。プロジェクタ１は、入力部３０と、画像変換部５２と、投影処理部５３と、マイクロミラー素子１０１と、光源部１１０と、全反射ミラー１０２と、投影レンズ部１０３と、中央制御部５１と、プログラムメモリ６０と、メインメモリ６１と、操作部２５と、音声処理部５５と、スピーカ３５と、天吊り検出部５７と、リモコン受光部２２と、リモコン処理部５６と、冷却制御部５９と、冷却部５８と、システムバス６３とを有する。

入力部３０には、例えばＲＣＡ端子３１又はＤ−ＳＵＢ端子３２からアナログ画像信号が入力される。入力部３０は、入力された各種規格のアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。入力部３０は、変換したデジタル画像信号を、システムバス６３を介して画像変換部５２に出力する。なお、入力部３０には、例えばＨＤＭＩ端子３３等も設けられており、アナログ画像信号に代えてデジタル画像信号も入力され得る。また、入力部３０には、アナログ又はデジタル信号による音声信号が入力される。入力部３０は、入力された音声信号をシステムバス６３を介して音声処理部５５に出力する。

画像変換部５２は、スケーラとも称される。画像変換部５２は、システムバス６３に接続されている。画像変換部５２は、入力された画像データを投影に適した所定のフォーマットの画像データに変換し、変換データを投影処理部５３に送信する。必要に応じて画像変換部５２は、Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＯＳＤ）用の各種動作状態を示すシンボルを重畳した画像データを、加工画像データとして投影処理部５３に送信する。

光源部１１０は、投影処理部５３の制御の下、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色光を含む複数色の光を射出する。ここで、光源部１１０は、複数色の色を時分割で順次射出するように構成されている。光源部１１０から射出された光は、全反射ミラー１０２で全反射し、マイクロミラー素子１０１に入射する。

マイクロミラー素子１０１は、例えばデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ；登録商標）のように、アレイ状に配列された複数の微小ミラーを有する。各微小ミラーは、高速でオン／オフ動作して、光源部１１０からこのマイクロミラー素子１０１の光入射出面に向かって照射された光を投影レンズ部１０３の方向に反射させたり、投影レンズ部１０３の方向からそらしたりする。マイクロミラー素子１０１の光入射出面には、微小ミラーが例えばＷＸＧＡ（Ｗｉｄｅ ｅＸｔｅｎｄｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）（横１２８０画素×縦８００画素）分だけ並べられている。各微小ミラーにおける反射によって、マイクロミラー素子１０１は、例えばＷＸＧＡ解像度の画像を形成する。このように、マイクロミラー素子１０１は空間的光変調素子として機能する。

投影処理部５３は、システムバス６３に接続されており、画像変換部５２から送信された画像データに応じて、その画像データが表す画像を表示させるようにマイクロミラー素子１０１を駆動する。即ち、投影処理部５３は、マイクロミラー素子１０１の各微小ミラーをオン／オフ動作させる。ここで、投影処理部５３は、マイクロミラー素子１０１を高速に時分割駆動する。単位時間の分割数は、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と、色成分の分割数と、表示階調数とを乗算して得られる数である。また、投影処理部５３は、マイクロミラー素子１０１の動作と同期させて光源部１１０の動作も制御する。即ち、投影処理部５３は、各フレームを時分割して、フレーム毎に全色成分の光を順次射出するように光源部１１０の動作を制御する。

投影レンズ部１０３は、マイクロミラー素子１０１から導かれた光を、例えば図示しないスクリーン等の被映写体に投影する光に調整する。したがって、マイクロミラー素子１０１による反射光で形成された光像は、投影レンズ部１０３を介して、例えばスクリーンに映写される。

音声処理部５５は、システムバス６３に接続されており、ＰＣＭ音源等の音源回路を備える。入力部３０から入力されたアナログ音声データに基づいて、又は投影動作時に与えられたデジタル音声データをアナログ化した信号に基づいて、音声処理部５５は、スピーカ３５を駆動して拡声放音させる。また、音声処理部５５は、必要に応じてビープ音等を発生させる。スピーカ３５は、音声処理部５５から入力された信号に基づいて音声を射出する一般的なスピーカである。

冷却部５８は、プロジェクタ１の各部で発生する熱を逃がすための冷却機構を含む。例えば冷却部５８は、光源部１１０やマイクロミラー素子１０１を冷やすために吸気口２３ａ及び２３ｂから取り込んだ空気を循環させ排気口２４ａ及び２４ｂから排出させるファンを含む。冷却部５８の動作は、システムバス６３に接続された冷却制御部５９によって制御される。

中央制御部５１は、システムバス６３に接続されており、画像変換部５２、投影処理部５３、音声処理部５５、冷却制御部５９等の動作を制御する。この中央制御部５１は、プログラムメモリ６０及びメインメモリ６１と接続されている。プログラムメモリ６０は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成される。プログラムメモリ６０は、中央制御部５１が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。メインメモリ６１は、例えばＳＲＡＭで構成される。メインメモリ６１は、中央制御部５１のワークメモリとして機能する。

また、中央制御部５１は、操作部２５と接続されている。操作部２５は、ユーザが各種キーを操作したときに生成するキー操作信号を中央制御部５１に出力する。また、中央制御部５１は、リモコン処理部５６と接続されている。リモコン受光部２２は、ユーザが操作するリモコンから発射された無線の操作信号を受信する。リモコン処理部５６は、リモコン受光部２２が受信した操作信号を処理し、中央制御部５１に出力する。中央制御部５１は、プログラムメモリ６０及びメインメモリ６１に記憶されたプログラムやデータを用いて、操作部２５やリモコン処理部５６から入力されたユーザの指示に応じてプロジェクタ１の各部の動作を制御する。インジケータ部２６は、中央制御部５１の制御下で、プロジェクタ１の状態に係る各種表示を行う。

天吊り検出部５７は、プロジェクタ１が天吊り状態であるか否かを検出する。天吊り検出部５７は、ユーザによって切り変えられるスイッチでもよいし、例えば重力センサでもよいし、金具取付ネジ穴２９の周辺に設けられた力センサでもよい。天吊り検出部５７は、プロジェクタ１が天吊り状態であるか否かの情報を、システムバス６３を介して中央制御部５１に出力する。

プロジェクタ１の内部構造の一例を図４を参照して説明する。図４にも示されるプロジェクタ１の光学系のうち、光源部１１０、マイクロミラー素子１０１、投影レンズ部１０３等に係る光学系のみを抜き出した図を図５に示し、図５も参照して説明する。光源部１１０には、青色のレーザ光を発する半導体発光素子である半導体レーザ（レーザダイオード；ＬＤ）１２１を光源素子として有するレーザ光源ユニット１２０が設けられている。ＬＤ１２１は、レーザ光源ユニット１２０内にアレイ状に配列されている。例えば本実施形態では、５行８列に計４０個のＬＤ１２１がアレイ状に配置されている。各ＬＤ１２１が発する青色のレーザ光は、各ＬＤ１２１に対応して配置されたコリメータレンズ１２２を通り平行光となる。

コリメータレンズ１２２と対向した位置には、ミラー１２３が階段状に配置されている。ＬＤ１２１から射出されたレーザ光は、ミラー１２３で反射され、その光路を９０度変化させつつ、１つの光束にまとめられる。このようにして、光束がレーザ光源ユニット１２０から射出される。レーザ光源ユニット１２０には、放熱のためのヒートシンク１２４が設けられている。

この光束の光路上には、レンズ１４１，１４２及び第１のダイクロイックミラー１４３が配置されている。ミラー１２３で反射されたレーザ光は、レンズ１４１，１４２により平行な光束とされた後、第１のダイクロイックミラー１４３に入射する。第１のダイクロイックミラー１４３は、青色光を透過する。透過光の光路には、レンズ１４４，１４５及び蛍光ホイール１４６が配置されている。第１のダイクロイックミラー１４３を透過した青色光は、レンズ１４４，１４５を介して蛍光ホイール１４６に照射される。

蛍光ホイール１４６は、円盤形状をしている。蛍光ホイール１４６は、２つの領域に分割されており、その一方には透過用の拡散板が形成され、他方には拡散板を含む蛍光層が形成されている。蛍光層が存在する部分の蛍光ホイール１４６には、レーザ光源ユニット１２０からのレーザ光が照射される面に蛍光体が塗布されている。この蛍光体は、青色の光が照射された際に緑色の蛍光を放射する蛍光体である。蛍光体の裏面には、反射板が形成されている。蛍光ホイール１４６の拡散板は、青色光を透過し、かつその光を拡散させる板である。蛍光ホイール１４６は、回転駆動部であるモータ１４７の駆動により回転する。この回転は、投影処理部５３によって、マイクロミラー素子１０１とともに同期制御される。投影処理部５３は、制御の際、蛍光ホイール１４６に形成された図示しないマーカの回転を検出し、その検出結果を利用する。

青色のレーザ光は、蛍光ホイール１４６の蛍光体に入射すると、緑色の蛍光を放射する。この緑色の蛍光は、等方的に放射される。蛍光体の裏面側に放射された蛍光は、反射板によって反射される。したがって、蛍光層から放射された蛍光は、レンズ１４５，１４４側に導かれる。レンズ１４５，１４４を通過した緑色光は、第１のダイクロイックミラー１４３に入射する。

第１のダイクロイックミラー１４３は、緑色光を反射する。反射光の光路には、レンズ１４８と第２のダイクロイックミラー１４９が配置されている。第１のダイクロイックミラー１４３で反射された緑色光は、レンズ１４８を介して第２のダイクロイックミラー１４９に入射する。第２のダイクロイックミラー１４９は緑色光を反射する。この反射光の光路には、レンズ１５０と、インテグレータ１５１と、レンズ１５２と、ミラー１５３と、レンズ１５４と、全反射ミラー１０２とがこの順に配置されている。インテグレータ１５１は、光束の輝度分布を均一にする素子である。第２のダイクロイックミラー１４９で反射された緑色光は、レンズ１５０を介してインテグレータ１５１を通り輝度分布が均一な光束とされ、レンズ１５２、ミラー１５３、レンズ１５４を介して全反射ミラー１０２に入射する。

また、レーザ光源ユニット１２０から射出された青色レーザ光の光路上に、蛍光ホイール１４６の拡散板がある場合、この青色レーザ光は、以下の経路を通る。レーザ光源ユニット１２０から射出された青色レーザ光は、蛍光ホイール１４６の拡散板に入射し、この拡散板を拡散しつつ透過する。透過光の光路上には、レンズ１５６、ミラー１５７、レンズ１５８、ミラー１５９、レンズ１６０、第２のダイクロイックミラー１４９が配置されている。拡散板を透過した青色光は、レンズ１５６を介してミラー１５７で反射され、レンズ１５８を介してさらにミラー１５９で反射され、レンズ１６０を介して、第２のダイクロイックミラー１４９に入射する。第２のダイクロイックミラー１４９は、青色光を透過させる。第２のダイクロイックミラー１４９を透過した青色光は、レンズ１５０を介してインテグレータ１５１を通り輝度分布が均一な光束とされる。インテグレータ１５１から出射した青色光は、レンズ１５２、ミラー１５３、レンズ１５４を介して全反射ミラー１０２に入射する。

光源部１１０は、さらに赤色光を発する半導体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）１３１を光源として有する発光ダイオードユニット１３０を有する。発光ダイオードユニット１３０には、放熱のためのヒートシンク１３４が設けられている。ＬＥＤ１３１から射出された光の光路上には、レンズ１３２，１３３及び第１のダイクロイックミラー１４３が配置されている。ＬＥＤ１３１が発する赤色光は、レンズ１３２，１３３を介して、第１のダイクロイックミラー１４３に入射する。第１のダイクロイックミラー１４３は、赤色光を透過する。第１のダイクロイックミラー１４３を透過した赤色光は、レンズ１４８を介して第２のダイクロイックミラー１４９に入射する。第２のダイクロイックミラー１４９は赤色光を反射する。第２のダイクロイックミラー１４９で反射された赤色光は、レンズ１５０を介してインテグレータ１５１を通り輝度分布が均一な光束とされる。インテグレータ１５１から出射した赤色光は、レンズ１５２、ミラー１５３、レンズ１５４を介して全反射ミラー１０２に入射する。

全反射ミラー１０２で反射された緑色光、青色光、赤色光はそれぞれ、フィールドレンズ１５５を介してマイクロミラー素子１０１に照射される。マイクロミラー素子１０１は、投影レンズ部１０３方向への反射光によって光像を形成する。この光像は、フィールドレンズ１５５及び投影レンズ部１０３を介して投影対象の図示しないスクリーン等に照射される。フィールドレンズ１５５の構成については後で詳しく説明する。

なお、ここに示した光学系は一例であり、赤色光、緑色光、及び青色光をマイクロミラー素子１０１に入射させ、マイクロミラー素子１０１の反射光を光像として例えばスクリーンなどに照射させる光学系であれば、適宜変更され得る。したがって、上述以外の種々の光学素子が用いられてもよい。

プロジェクタ１は、図４に示されるように、レーザ光源ユニット１２０のヒートシンク１２４を冷却するための冷却ファン５８ａを備える。また、プロジェクタ１は、発光ダイオードユニット１３０のヒートシンク１３４を冷却するための冷却ファン５８ｂを備える。また、プロジェクタ１は、蛍光ホイール１４６及びモータ１４７等を冷却するための冷却ファン５８ｃを備える。また、プロジェクタ１は、中央制御部５１、プログラムメモリ６０、メインメモリ６１、画像変換部５２、投影処理部５３、リモコン処理部５６、冷却制御部５９等を構成する集積回路等が実装された制御回路基板７０を備える。

本実施形態に係るプロジェクタ１の動作を説明する。なお、以下の動作は、中央制御部５１の制御の下、投影処理部５３が実行するものである。レーザ光源ユニット１２０の青色発光用のＬＤ１２１と赤色発光用のＬＥＤ１３１との発光タイミング、この発光タイミングに同期した蛍光ホイール１４６の回転タイミング、及びマイクロミラー素子１０１の動作は、何れも投影処理部５３により制御される。

例えば赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の３色の光をマイクロミラー素子１０１に入射させる場合を例に挙げて説明する。赤色光をマイクロミラー素子１０１に入射させるタイミングにおいては、赤色発光用のＬＥＤ１３１を点灯し、青色発光用のＬＤ１２１を消灯する。緑色光をマイクロミラー素子１０１に入射させるタイミングにおいては、赤色発光用のＬＥＤ１３１を消灯し、青色発光用のＬＤ１２１を点灯する。この際、蛍光ホイール１４６は、モータ１４７による回転によって、青色光の光路に蛍光層が位置するようになっている。青色光をマイクロミラー素子１０１に入射させるタイミングにおいては、赤色発光用のＬＥＤ１３１を消灯し、青色発光用のＬＤ１２１を点灯する。この際、蛍光ホイール１４６は、モータ１４７による回転によって、青色光の光路に拡散板が位置するようになっている。以上のように、ＬＥＤ１３１及びＬＤ１２１の点灯及び消灯と、モータ１４７による蛍光ホイール１４６の回転角度とを制御することで、マイクロミラー素子１０１に順次、赤色光、緑色光、及び青色光を入射させる。

マイクロミラー素子１０１は、各色の光について微小ミラー毎（画素毎）に、画像データに基づく輝度が高い程入射した光を投影レンズ部１０３に導く時間を長くし、輝度が低い程入射した光を投影レンズ部１０３に導く時間を短くする。即ち、投影処理部５３は、輝度が高い画素に対応する微小ミラーが長時間オン状態となるように、輝度が低い画素に対応する微小ミラーが長時間オフ状態となるように、マイクロミラー素子１０１を制御する。このようにすることで、投影レンズ部１０３から射出される光について、微小ミラー毎（画素毎）に各色の輝度を表現できる。

フレーム毎に、微小ミラーがオンになっている時間で表現された輝度を各色について組み合わせることで画像が表現される。以上のようにして、投影レンズ部１０３からは、画像が表現された投影光が射出される。この投影光が、例えばスクリーンに投影されることで、スクリーン等には画像が表示される。

なお、上記説明では、赤色光、緑色光、青色光の３色を用いるプロジェクタの例を示したが、マゼンタやイエロー等の補色や、白色光等を組み合わせて画像を形成するように、これら色の光を射出できるようにプロジェクタを構成してもよい。

本実施形態に係る光源装置の一例としてのレーザ光源ユニット１２０の構造の詳細を説明する。レーザ光源ユニット１２０の斜視図を図６に示す。また、レーザ光源ユニット１２０の断面図を図７及び図８に示す。図７は、図６の６Ａ−６Ａ線断面図であり、図８は、図６の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。

レーザ光源ユニット１２０の光源素子としてのＬＤ１２１は、第１のホルダ２３０と第２のホルダ２４０とによって保持されている。第１のホルダ２３０には、凹部が設けられている。この凹部の内径は、ＬＤ１２１の底部の外径とほぼ一致している。このようにして、ＬＤ１２１の底部は、第１のホルダ２３０の凹部に嵌め込まれる。

第１のホルダ２３０には、ヒートシンク１２４が接続されている。ヒートシンク１２４により、ＬＤ１２１で発生した熱が放熱される。

第２のホルダ２４０は、第１のホルダ２３０に重ね合わされるように嵌め込まれている。第２のホルダ２４０のＬＤ１２１に対応する位置には、貫通孔２４２が設けられている。貫通孔２４２の第１のホルダ２３０側の内径は、ＬＤ１２１の本体である、即ち青色レーザ光を射出する側の部分の外径よりも大きい。このようにして、ＬＤ１２１は、貫通孔２４２に配置される。また、貫通孔２４２にはコリメータレンズ１２２が配置される。貫通孔２４２のコリメータレンズ１２２が配置される側の内径は、コリメータレンズ１２２の外径とほぼ一致している。即ち、コリメータレンズ１２２は、貫通孔２４２内に配置され、貫通孔２４２によってその光軸と直交する平面における位置決めがなされている。さらに、貫通孔２４２には、ＬＤ１２１側の内径がコリメータレンズ１２２の外径よりも小さくなるような段差２４４が設けられている。この段差２４４によって、コリメータレンズ１２２とＬＤ１２１との間に間隙が形成されるようにコリメータレンズ１２２が配置される。即ち、コリメータレンズ１２２は、所定の位置よりもＬＤ１２１側に移動しないように、段差２４４によってその光軸方向について位置決めされている。

コリメータレンズ１２２をＬＤ１２１側に押し付けるために、レンズ押さえ具２６０と押さえ板金２７０とが配置されている。

レンズ押さえ具２６０及び押さえ板金２７０は、コリメータレンズ１２２の数に対応した５行８列で計４０個の円形の穴を有する。この穴は、コリメータレンズ１２２と通過した光が通る穴である。各コリメータレンズ１２２の射出側にレンズ押さえ具２６０及び押さえ板金２７０を嵌め、これらのレンズ押さえ具２６０及び押さえ板金２７０をネジ２７２によって固定することによって、コリメータレンズ１２２がその光軸方向に移動しないように固定される。

また、第１のホルダ２３０のＬＤ１２１が嵌め込まれる側と反対側には、開口２３２が形成されており、この開口２３２にフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）２９０が配置される。ＬＤ１２１のリード線１２１ａは、ＦＰＣ２９０に例えば半田付けによって接合されている。ＬＤ１２１は、ＦＰＣ２９０を介して供給される電力により、発光する。

図９にＦＰＣ２９０の構造例を示す。この例のＦＰＣ２９０は、５行８列の計４０でなるＬＤ１２１を行毎に直列に接続しており、行毎に直列に接続されたＬＤ１２１を同時に発光させることが可能になされている。開口２３２は、図９に示したような複数列のＬＤ１２１を同時接続できる形状をしたＦＰＣ２９０をその内部で保持できるよう、ＬＤ１２１の行に沿った方向に延在している。なお、ＬＤ１２１は、必ずしも行毎に直列接続する必要はない。例えば、ＬＤ１２１を列毎に直列接続してもよい。ＦＰＣ２９０の形状を図９と異ならせた場合、それに合わせて開口２３２の形状も異ならせる必要がある。

また、本実施形態におけるヒートシンク１２４には、鉤状の爪部１２４ａがネジ１２４ｂを介して取り付けられている。ここで、開口２３２には、ＦＰＣ２９０が実装された状態でヒートシンク１２４に形成された爪部１２４ａを挿入してスライドさせられるだけの空間が確保されている。このために、開口２３２の径が、爪部１２４ａの幅とＦＰＣ２９０の幅との和よりも大きくなるように設計される。

また、レンズ抑え具２６０と押さえ板金２７０とは、ネジ２７２によって第２のホルダ２４０に固定され、また、レンズ押さえ具２６０と、押さえ板金２７０と、第２のホルダ２４０と、第１のホルダ２３０と、ヒートシンク１２４とは、ネジ２７４によって一体的に固定される。

レーザ光源ユニット１２０の製造方法を図１０のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１０１において、第１のホルダ２３０に形成された凹部にＬＤ１２１を装着する。

ステップＳ１０２において、第１のホルダ２３０に第２のホルダ２４０を装着する。ここで、第２のホルダ２４０には、コリメータレンズ１２２、レンズ押さえ具２６０及び押さえ板金２７０が予め装着されており、第２のホルダ２４０に装着されたレンズ押さえ具２６０及び押さえ板金２７０は、ネジ２７２によって固定されている。

ステップＳ１０３において、第１のホルダ２３０と第２のホルダ２４０とでなる光源ユニットを所定の検査治具にのせる。その後のステップＳ１０４において、検査治具によってＬＤ１２１を発光させ、光源異常のチェック並びに光路のチェックを行う。光源異常のチェックは、各ＬＤ１２１が正常に発光しているか否かのチェックである。また、光路のチェックは、各コリメータレンズ１２２から出射される光の光路が斜めになっていないか否かのチェックである。ＬＤ１２１が発光しない等の異常がある場合にはＬＤ１２１を交換する。また、光路に異常があった場合には、第１のホルダ２３０と第２のホルダ２４０との位置調整を行う。光源異常及び光路の異常がなくなった後で処理が次のステップに進む。

ステップＳ１０５において、ＦＰＣ２９０を第１のホルダ２３０に形成された開口２３２に配置し、例えば、半田付けにより、ＦＰＣ２９０とＬＤ１２１とを接続する。

ステップＳ１０６において、第１のホルダ２３０にヒートシンク１２４を装着する。前述したように、第１のホルダ２３０には、ＦＰＣ２９０を配置した状態でヒートシンク１２４の爪部１２４ａを挿入できるだけの空間を有する開口２３２が形成されている。第１のホルダ２３０にヒートシンクを装着する際には、図１１に示されるように、ヒートシンク１２４の爪部１２４ａを第１のホルダ２３０に形成された開口２３２に挿入し（図示矢印Ａ）、その後にヒートシンク１２４をＦＰＣ２９０の側にスライドさせる（図示矢印Ｂ）ことにより、ヒートシンク１２４を第１のホルダ２３０に装着する。最後に、ネジ２７４によって、第１のホルダ２３０とヒートシンク１２４との間にＦＰＣ２９０を介在させた状態で、第１のホルダ２３０、第２のホルダ２４０、ヒートシンク１２４を固定する。以上の工程により、レーザ光源ユニット１２０が製造される。

以上説明したような本実施形態のレーザ光源ユニット１２０では、ＬＤ１２１を抜き取るために、ネジ２７４を外した後でヒートシンク１２４を図１２の矢印Ｃで示されるようにして外そうとすると、爪部１２４ａがＦＰＣ２９０に引っかかり、結果として、ＬＤ１２１のリード線１２１ａには、引っ張る方向に力が加わる。ここで、ＬＤ１２１とＦＰＣ２９０との接合は、例えば半田付けによる比較的強固な接合がなされている。これに対し、ＬＤ１２１の本体とリード線１２１ａとの接合は、それほど強固ではない。したがって、図１２の矢印Ｃで示される力が加えられた場合、ＬＤ１２１の本体からリード線１２１ａが外れ、ＬＤ１２１が使用できなくなる。このように、本実施形態では、ＬＤ１２１を抜き取って勝手に使用することができない構造を提供することができる。

ここで、爪部１２４ａとＦＰＣ２９０とを接着しておくようにしてもよい。この場合、ＦＰＣ２９０と爪部１２４ａの何れかに例えば熱硬化性の接着剤を塗布し、また、ヒートシンク１２４を第１のホルダ２３０に装着した際に、爪部１２４ａとＦＰＣ２９０とが接触するようにＦＰＣ２９０の配置位置又は爪部１２４ａの高さ（ヒートシンク１２４からの距離）を設定しておく。この状態で、ＬＤ１２１を発光させることにより、ＬＤ１２１の発光によって発生した熱によって接着剤が硬化して爪部１２４ａとＦＰＣ２９０とを接着する。爪部１２４ａとＦＰＣ２９０とを接着しておくことにより、爪部１２４ａを介して効率よくＦＰＣ２９０に力が加わるので、ヒートシンク１２４を取り外そうとした際にＬＤ１２１が破壊される確率をより高めることが可能である。

また、ＦＰＣ２９０と爪部１２４ａとを接着せず、爪部１２４ａの先端が抜き取り防止構造となっていてもよい。抜き取り防止構造としては、図１３のＤで示されるように、例えば爪部１２４ａの先端に返しをつける構造が考えられる。図１３で示されるように、爪部１２４ａの返しは内向きにつけられている。即ち、ヒートシンク１２４を第１のホルダ２３０に装着した状態において、ＦＰＣ２９０側に向けて形成された返し部を爪部１２４ａは有している。これにより、ヒートシンク１２４を取り外そうとした際に爪部１２４ａがよりＦＰＣ２９０に引っかかり易くなっている。このような構造であっても、爪部１２４ａを介して効率よくＦＰＣ２９０に力が加わるので、ヒートシンク１２４を取り外そうとした際にＬＤ１２１が破壊される確率をより高めることが可能である。

また、図１４で示されるようにして、ＦＰＣ２９０をＬＤ１２１の本体に近づくように折り曲げることにより、ＦＰＣ２９０とリード線１２１ａとの接合位置をよりＬＤ１２１の本体側に近づけるようにしてもよい。ＦＰＣ２９０には、ある程度の弾性があるので、ＦＰＣ２９０とリード線１２１ａとの接合位置がＬＤ１２１の本体から遠い位置にあると、爪部１２４ａを介して加えられる力が効率よくＬＤ１２１の本体とリード線１２１ａとの間に加わらない可能性がある。ＦＰＣ２９０とリード線１２１ａとの接合位置をＬＤ１２１の本体に近づけることにより、よりＬＤ１２１が破壊される確率をより高めることが可能である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 光を発する光源素子と、
前記光源素子を保持するホルダと、
前記ホルダに装着され、前記光源素子で発生した熱を放熱するヒートシンクと、
前記ホルダと前記ヒートシンクとの間に介在され、前記光源素子のリード線に接続されたフレキシブルプリント配線基板と、
を備え、
前記ヒートシンクには、前記フレキシブルプリント配線基板に引っかかる爪部が設けられている光源装置。
［２］ 前記爪部は、前記ヒートシンクが前記ホルダから取り外される際に、前記フレキシブル配線基板に引っかかり、前記光源素子のリード線を引っ張る方向に力を与えることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
［３］ 前記爪部は、先端が抜き取り防止構造となっている請求項１又は２に記載の光源装置。
［４］ 前記爪部は、前記フレキシブル配線基板側に向けて形成された返し部を有していることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
［５］ 前記爪部と前記フレキシブルプリント配線基板とは接着されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の光源装置。
［６］ 前記フレキシブルプリント配線基板は、前記光源素子のリード線に近接して接合される請求項１乃至５の何れか１項に記載の光源装置。
［７］ 請求項１乃至６の何れか１項に記載の光源装置を備えた投影装置。
［８］ 光源素子をホルダに保持させ、
前記ホルダに形成された開口内にフレキシブルプリント配線基板を配置して該フレキシブルプリント配線基板と前記光源素子のリード線とを接合し、
前記ホルダに形成された開口に、爪部が形成されたヒートシンクの前記爪部を挿入し、前記ヒートシンクを前記フレキシブルプリント配線基板の側にスライドさせて前記ホルダに前記ヒートシンクを装着する、
光源装置の製造方法。

１…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、１６…底面パネル、２１…レンズカバー、２２…リモコン受光部、２３ａ…吸気口、２３ｂ…吸気孔、２４ａ…排気口、２４ｂ…排気口、２５…操作部、２６…インジケータ部、２７…フロントフット、２８…リアフット、２９…金具取付ネジ穴、３０…入力部、３１…ＲＣＡ端子、３２…ＳＵＢ端子、３３…ＨＤＭＩ端子、３４…ＵＳＢ端子、３５…スピーカ、３６…電源コネクタ、５１…中央制御部、５２…画像変換部、５３…投影処理部、５５…音声処理部、５６…リモコン処理部、５７…天吊り検出部、５８…冷却部、５８ａ，５８ｂ，５８ｃ、５９…冷却制御部、６０…プログラムメモリ、６１…メインメモリ、６３…システムバス、７０…制御回路基板、１０１…マイクロミラー素子、１０２…全反射ミラー、１０３…投影レンズ部、１１０…光源部、１２０…レーザ光源ユニット、１２１…半導体レーザ（ＬＤ）、１２１ａ…リード線、１２２…コリメータレンズ、１２３…ミラー、１２４…ヒートシンク、１２４ａ…爪部、１２４ｂ…ネジ、１３０…発光ダイオードユニット、１３１…発光ダイオード（ＬＥＤ）、１３２，１３３…レンズ、１３４…ヒートシンク、１４１，１４２…レンズ、１４３…第１のダイクロイックミラー、１４４，１４５…レンズ、１４６…蛍光ホイール、１４７…モータ、１４８…レンズ、１４９…第２のダイクロイックミラー、１５０…レンズ、１５１…インテグレータ、１５２…レンズ、１５３…ミラー、１５４…レンズ、１５５…フィールドレンズ、１５６…レンズ、１５７…ミラー、１５８…レンズ、１５９…ミラー、１６０…レンズ、２３０…第１のホルダ、２３２…開口、２４０…第２のホルダ、２４２…貫通孔、２４４…段差、２６０…レンズ押さえ具、２７０…押さえ板金、２７２…ネジ、２７４…ネジ、２９０…フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）

Claims (13)

1. 光を発する光源素子と、
   前記光源素子を保持するホルダと、
   前記ホルダに装着される背面部材と、
   前記ホルダと前記背面部材との間に介在され、前記光源素子のリード線に接続されたフレキシブルプリント配線基板と、
   を備え、
   前記背面部材には、前記フレキシブルプリント配線基板に引っかかる爪部が設けられており、
   前記爪部は、前記背面部材が前記ホルダから取り外される際に、前記フレキシブルプリント配線基板に引っかかり、前記光源素子のリード線を引っ張る方向に力を与えることを特徴とする光源装置。
2. 前記背面部材は、前記光源素子で発生した熱を放熱するヒートシンクを含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記爪部は、先端が抜き取り防止構造となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記爪部は、前記フレキシブルプリント配線基板側に向けて形成された返し部を有していることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記フレキシブルプリント配線基板は、前記光源素子のリード線に近接して接合されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光源装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の光源装置を備えたことを特徴とする投影装置。
7. 光を発する光源素子と、
   前記光源素子を保持するホルダと、
   前記ホルダに装着される背面部材と、
   前記ホルダと前記背面部材との間に介在され、前記光源素子のリード線に接続されたフレキシブルプリント配線基板と、
   を備え、
   前記背面部材には、前記フレキシブルプリント配線基板に引っかかる爪部が設けられており、
   前記爪部と前記フレキシブルプリント配線基板とは接着されていることを特徴とする光源装置。
8. 前記背面部材は、前記光源素子で発生した熱を放熱するヒートシンクを含むことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
9. 前記爪部は、先端が抜き取り防止構造となっていることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
10. 前記爪部は、前記フレキシブルプリント配線基板側に向けて形成された返し部を有していることを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
11. 前記フレキシブルプリント配線基板は、前記光源素子のリード線に近接して接合されることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載の光源装置。
12. 請求項７乃至１１の何れか１項に記載の光源装置を備えたことを特徴とする投影装置。
13. 光源素子をホルダに保持させ、
    前記ホルダに形成された開口内にフレキシブルプリント配線基板を配置して該フレキシブルプリント配線基板と前記光源素子のリード線とを接合し、
    前記ホルダに形成された開口に、爪部が形成された背面部材の前記爪部を挿入し、前記背面部材を前記フレキシブルプリント配線基板の側にスライドさせて前記ホルダに前記背面部材を装着する、
    光源装置の製造方法。

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