WO2021210226A1 - 光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法 - Google Patents

光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021210226A1
WO2021210226A1 PCT/JP2021/000550 JP2021000550W WO2021210226A1 WO 2021210226 A1 WO2021210226 A1 WO 2021210226A1 JP 2021000550 W JP2021000550 W JP 2021000550W WO 2021210226 A1 WO2021210226 A1 WO 2021210226A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light source
support plate
source device
source unit
light
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/000550
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直也 石垣
Original Assignee
株式会社島津製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社島津製作所 filed Critical 株式会社島津製作所
Priority to JP2022515205A priority Critical patent/JP7487771B2/ja
Priority to CN202180027947.XA priority patent/CN115413391A/zh
Priority to US17/918,286 priority patent/US11835205B2/en
Publication of WO2021210226A1 publication Critical patent/WO2021210226A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4245—Mounting of the opto-electronic elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
    • F21V19/003—Fastening of light source holders, e.g. of circuit boards or substrates holding light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2013—Plural light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/208—Homogenising, shaping of the illumination light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212—Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02315—Support members, e.g. bases or carriers

Definitions

  • the present invention relates to a light source device, a projector, a machining device, a light source unit, and a method for adjusting the light source device.
  • Patent Document 1 Laser devices used for laser processing machines, lighting devices, etc. are known (see, for example, Patent Document 1).
  • the laser apparatus described in Patent Document 1 includes a plurality of LD collimating units having a semiconductor laser light source, an LD holder to which the plurality of LD collimating units are fixed, and a heat sink for releasing heat from the semiconductor laser light source.
  • each LD collimating unit is fixed to the LD holder by welding or the like, for example, if one semiconductor laser light source fails and becomes unusable, the entire laser device is replaced. Must. Therefore, there is a problem that the replacement work becomes large-scale.
  • An object of the present invention is to provide a method for adjusting a light source device, a projector, a machining device, a light source unit, and a light source device, which facilitates the replacement of the light source unit when the light source unit needs to be replaced.
  • aspects of the present invention include a plurality of light source units each having a light emitting element that emits a laser beam, a package for accommodating the light emitting element, and a support plate that supports a plurality of the light source units, and have a two-dimensional array shape.
  • a light source device including.
  • aspects of the present invention relate to a projector including the above light source device. Aspects of the present invention relate to a machining apparatus including the above light source apparatus.
  • aspects of the present invention include a light source unit having a light emitting element that emits laser light and a package that houses the light emitting element. It has a support plate that supports a plurality of the light source portions, and has.
  • the support plate relates to a light source unit having a through hole through which a fixing member for fixing the support plate passes.
  • aspects of the present invention include a plurality of light source units that emit laser light, a base substrate having a surface on which the plurality of light source units are arranged, and an optical system that shapes the laser light emitted from the light source unit. It is a method of adjusting the light source device.
  • Each of the plurality of light source units has a plurality of light source units and a support plate that supports the plurality of light source units.
  • the present invention relates to a method for adjusting a light source device having a step of removing the support plate from the base substrate and thereby replacing the light source unit.
  • the replacement can be easily performed by a simple operation of operating the fixing member.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. It is a figure which shows each process in order in the adjustment method of the light source apparatus of this invention.
  • FIGS. 1 to 6 An embodiment of a method for adjusting a light source device, a projector, a machining device, a light source unit, and a light source device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the right side in FIG. 1 and the lower side in FIGS. 2 to 5 are “upstream side (or left side) in the optical axis direction”, the left side in FIG. 1 and the middle side in FIGS. 2 to 5.
  • the upper side of is referred to as “downstream side (or right side) in the optical axis direction”.
  • the upstream side in the optical axis direction may be simply referred to as "upstream side”
  • the downstream side in the optical axis direction may be simply referred to as "downstream side”.
  • the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are set as the three axes orthogonal to each other.
  • the XY plane including the X-axis and the Y-axis is parallel to the base substrate, and the Z-axis is the optical axis direction of the light emitting element.
  • the light source device 1 shown in FIG. 1 includes a device main body 10 and an optical system 20 arranged in order from the upstream side to the downstream side in the optical axis direction. As will be described later, the light source device 1 can be applied to, for example, a projector or a machining device. Hereinafter, the configuration of each part will be described.
  • the apparatus main body 10 includes a plurality of light source units 2, a housing 3 in which the plurality of light source units 2 are collectively housed and arranged, and a fixing member 4 for fixing each light source unit 2 to the housing 3. Since each light source unit 2 has the same configuration except that the arrangement location is different, one light source unit 2 will be described as a representative.
  • the light source unit 2 is configured to emit laser light LB. Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the light source unit 2 has a plurality of light source units 21 and a support plate 22 that collectively supports the plurality of light source units 21.
  • each light source unit 21 includes a light emitting element 23, a package 24, a collimator 25, and a connecting unit 26.
  • the light emitting element 23 has, for example, a laser diode (LD) and can emit laser light LB.
  • the light emitting element 23 has a terminal 231 that is electrically connected to an external power source or the like. The terminal 231 projects on the negative side in the Z-axis direction.
  • the light emitting element 23 is housed in the package 24.
  • the package 24 is a so-called CAN type package, and has a cylindrical shape having a central axis parallel to the optical axis direction of the light emitting element 23 (light source unit 21). Such a package 24 contributes to, for example, a dense arrangement of the light source unit 21 on the support plate 22 described later.
  • a collimator 25 is arranged in the optical path of the light emitting element 23, that is, on the downstream side of the light emitting element 23.
  • the collimator 25 is a lens that makes the laser beam LB parallel light parallel to the Z-axis direction.
  • the optical axis of the light emitting element 23 and the optical axis of the collimator 25 are adjusted so that the laser light LB from each light emitting element 23 has a predetermined beam diameter. This adjustment is performed before the light source unit 2 is housed in the housing 3.
  • the connecting portion 26 is a member that connects the package 24 and the collimator 25.
  • the connecting portion 26 has a cylindrical shape and is arranged concentrically with the package 24 inside the package 24.
  • three light source units 21 are supported on the support plate 22.
  • the number of arrangements of the light source portions 21 supported by the support plate 22 may be two as shown in FIGS. 1 and 2 in addition to the case of three.
  • the number of light source units 21 supported by the support plate 22 is not limited to two or three, and depends on various conditions such as the size of the support plate 22 and the size of the light source unit 21. It may be 4 or more.
  • the support plate 22 When viewed from the optical axis direction, that is, from the positive side in the Z-axis direction, the support plate 22 has a rectangular shape, and in particular, in the present embodiment, it is a rectangle having a pair of long sides 221 and a pair of short sides 222. be.
  • Each long side 221 is parallel to the X-axis direction
  • each short side 222 is parallel to the Y-axis direction.
  • the light source unit 2 when viewed from the optical axis direction, all the light source portions 21 are densely arranged along the pair of long sides 221 which are two parallel sides of the support plate 22 on the support plate 22.
  • the light source unit 2 can be downsized while increasing the number of arrangements of the light source units 21 per support plate 22 as much as possible.
  • the miniaturized light source unit 2 has a size that can be easily grasped. Thereby, for example, the replacement work of the light source unit 2 with respect to the base substrate 31 of the housing 3 can be easily performed.
  • the support plate 22 is made of a metal material. As a result, the heat generated when the light emitting element 23 emits the laser beam LB can be released to the base substrate 31 via the support plate 22. As a result, the light source unit 2 is excellent in heat dissipation.
  • the metal material constituting the support plate 22 is not particularly limited, and for example, a metal material having a relatively high thermal conductivity (thermal conductivity) such as aluminum or copper can be used.
  • the support plate 22 is configured so that the position of the collimator 25 with respect to the light emitting element 23 can be adjusted. Thereby, the emission angle of the parallel light emitted from the collimator 25 can be adjusted.
  • the housing 3 has a base substrate 31 and a side wall portion 32.
  • the base substrate 31 has a flat plate shape, and its thickness direction is parallel to the Z-axis direction.
  • the base substrate 31 has a surface 311 facing the positive side in the Z-axis direction.
  • a plurality of light source units 2 are arranged in a two-dimensional array on the surface 311. Further, the adjacent light source units 2 are closely arranged on the base substrate 31. Further, all the light source portions 21 on the base substrate 31 are arranged in a honeycomb shape (that is, hexagonally densely). With such an arrangement (arrangement), the light source device 1 becomes a high-power laser light irradiation device.
  • the support plate 22 is thinner than the base substrate 31. As a result, the heat from the light emitting element 23 is rapidly transferred to the base substrate 31 via the support plate 22. Therefore, quick heat dissipation is possible.
  • the side wall portion 32 surrounds the plurality of light source units 2.
  • the fixing member 4 is a fastening member, and in the present embodiment, it is a hexagon socket head cap screw (hereinafter, simply referred to as “bolt”) 41.
  • the bolt 41 has a head (screw head) 42 and a screw portion (male screw portion) 43.
  • the support plate 22 has a fixing member 4, that is, a through hole 223 through which the screw portion 43 of the bolt 41 passes. Then, with the threaded portion 43 of the bolt 41 passed through the through hole 223, the threaded portion 43 can be screwed into the female screw (not shown) of the base substrate 31. As a result, the light source unit 2 can be fixed to the base substrate 31. Further, by loosening the bolt 41, the screwing between the screw portion 43 of the bolt 41 and the female screw of the base substrate 31 is released. As a result, the light source unit 2 can be separated from the base substrate 31. The work of fastening and loosening the bolt 41 can be easily performed by using, for example, a hexagon wrench.
  • the number of bolts 41 arranged is not limited to four, and may be two, three, or five or more, for example, depending on the size of the support plate 22 and the like.
  • the optical system 20 can shape each laser beam LB emitted from each light source unit 2. As shown in FIG. 1, the optical system 20 includes a condenser lens 201 and an optical fiber 202.
  • the condenser lens 201 is arranged on the outside of the housing 3 on the downstream side with respect to each collimator 25.
  • the condensing lens 201 is a lens that condenses each laser beam LB toward the optical fiber 202.
  • the condenser lens 201 has an incident surface 201a on which the laser beam LB is incident and an exit surface 201b on which the laser beam LB is emitted.
  • the incident surface 201a is composed of a curved convex surface.
  • the exit surface 201b is formed of a flat surface.
  • An optical fiber 202 is arranged on the optical path of the laser beam LB and on the downstream side of the condenser lens 201.
  • the optical fiber 202 has a long shape and has an upstream end surface serving as an incident surface 202a and a downstream end surface serving as an exit surface 202b.
  • Each laser beam LB condensed by the condenser lens 201 is incidentally incident on the incident surface 202a.
  • the laser beam LB passes through the optical fiber 202 and is guided to the exit surface 202b, and can be emitted from the exit surface 202b.
  • the optical fiber 202 is not particularly limited, and for example, an optical fiber, an optical waveguide, or the like can be used.
  • the light emitting element 23 fails or the collimator 25 is damaged, it may be difficult or impossible for the laser beam LB to enter the optical fiber 202. In such a case, it is necessary to replace the defective light source unit 2.
  • the light source unit 2 can be easily removed (disengaged) from the housing 3 by a simple operation of loosening and removing the bolt 41 described above.
  • a new, that is, unused light source unit 2 can be attached (mounted) at the position of the light source unit 2 where the defect has occurred.
  • the unused light source unit 2 is fixed in the housing 3 in the same state as the light source unit 2 in which the defect has occurred.
  • the unused light source unit 2 can be easily attached by a simple operation of tightening the bolt 41 described above. With the attachment / detachment configuration as described above, the replacement work can be performed easily and quickly as compared with the case where the light emitting element 23 and the collimator 25, that is, the light source unit 21 are replaced one by one.
  • the light source device 1 as described above is applied to, for example, a projector or a machining device. Next, an application example of the light source device 1 will be described.
  • the light source device 1 can be applied to a projector that projects an image or the like onto a screen.
  • the projector includes a light source device 1.
  • the light source device 1 is configured to irradiate red, green, and blue laser beams LB having different wavelengths. As a result, the light source device 1 can project a color image.
  • the light source device 1 can be applied to a machining device that performs laser machining.
  • the machining apparatus includes a light source apparatus 1.
  • the light source device 1 is configured to irradiate, for example, blue laser light LB having different wavelengths from each other. Thereby, the light source device 1 can perform laser processing, for example.
  • the adjustment of the light source device 1 is performed, for example, when the light source device 1 fails. As shown in FIG. 6, this adjustment method has an operation step and a determination step, and these steps are performed in order.
  • the operation step is a step of operating and using the light source device 1.
  • the determination process is a process of determining a failure or deterioration of the light source unit 2.
  • the determination method is not particularly limited, and examples thereof include a method based on a decrease in the brightness of the light source unit 2 and an elapsed time after the light source unit 2 is replaced. Further, when it is determined that the light source unit 2 has a failure or deterioration, it is preferable to notify the fact by voice (alarm) or the like. As a result, replacement of the light source unit 2 can be promoted.
  • the determination step includes a replacement step of replacing the light source unit 2 when it is determined that the light source unit 2 is out of order or deteriorated.
  • the replacement step the support plate 22 is removed from the base substrate 31 as described above, whereby the light source unit 2 is replaced. Therefore, according to this adjustment method, the light source unit 2 that needs to be replaced is determined, and the determined light source unit 2 can be replaced.
  • the present invention is not limited thereto. Further, each part constituting the light source device, the projector, the machining device and the light source unit can be replaced with an arbitrary configuration capable of exhibiting the same function. Further, any component may be added.
  • the light source device is A plurality of light sources arranged in a two-dimensional array having a plurality of light source units each having a light emitting element that emits laser light, a package for accommodating the light emitting element, and a support plate that supports a plurality of the light source units.
  • a base substrate having a surface on which the plurality of light source units are arranged, and A fixing member that detachably fixes the support plate to the base substrate, To be equipped.
  • the replacement can be easily performed by a simple operation of operating the fixing member.
  • the plurality of light source units are closely arranged on the base substrate. When viewed from the optical axis direction of the light source unit, all the light source units are densely arranged.
  • the light source unit can be miniaturized while increasing the number of light source units arranged per support plate as much as possible.
  • the support plate When viewed from the optical axis direction of the light source unit, the support plate has a rectangular shape.
  • the plurality of light source portions are densely arranged along two parallel sides of the support plate.
  • the light source unit has a size that can be easily gripped, and for example, the light source unit can be easily replaced with respect to the base substrate.
  • the fixing member is a fastening member arranged between the adjacent light source portions.
  • the support plate when a bolt is used as the fastening member, for example, the support plate can be easily attached to and detached from the base substrate.
  • the heat from the light emitting element is rapidly transferred to the base substrate via the support plate. Therefore, quick heat dissipation is possible.
  • the support plate is made of a metal material.
  • the heat generated when the light emitting element emits the laser beam can be released to the base substrate via the support plate.
  • the light source unit has excellent heat dissipation.
  • the package is a CAN type package.
  • the light source device for example, it contributes to the dense arrangement of the light source portion on the support plate.
  • the laser beam can be made into parallel light, and the laser beam can be sufficiently irradiated forward.
  • a condenser lens arranged on the downstream side in the optical axis direction with respect to the collimator and condensing each laser beam.
  • An optical fiber that is arranged on the downstream side in the optical axis direction with respect to the condenser lens and guides and emits each laser beam focused by the condenser lens. To be equipped.
  • the light source device can be applied to a projector or a machining device.
  • the projector according to one aspect is The light source device according to any one of items 1 to 9 is provided.
  • the replacement can be easily performed by a simple operation of operating the fixing member.
  • the machining apparatus is The light source device according to any one of items 1 to 9 is provided.
  • the machining apparatus when the light source unit is replaced, the replacement can be easily performed by a simple operation of operating the fixing member.
  • the light source unit is A light source unit having a light emitting element that emits laser light and a package that houses the light emitting element, and It has a support plate that supports a plurality of the light source portions, and has.
  • the support plate has a through hole through which a fixing member for fixing the support plate passes.
  • the replacement can be easily performed by a simple operation of operating the fixing member.
  • the method of adjusting the light source device is as follows. Adjusting a light source device including a plurality of light source units that emit laser light, a base substrate having a surface on which the plurality of light source units are arranged, and an optical system that shapes the laser light emitted from the light source unit. It ’s a method, Each of the plurality of light source units has a plurality of light source units and a support plate that supports the plurality of light source units. It has a step of removing the support plate from the base substrate and thereby replacing the light source unit.
  • the replacement can be easily performed by a simple operation of removing the support plate from the base substrate.
  • the step of determining the failure or deterioration of the light source unit includes a step of replacing the light source unit when it is determined that the light source unit is failed or deteriorated.
  • the light source unit can be replaced without waste.
  • Light source device Light source unit 21
  • Light source unit 22 Support plate 221 Long side 222 Short side 223 Through hole 23
  • Light emitting element 231 terminal 24 Package 25
  • Collimator 26 Connecting part 3 Housing 31
  • Side wall part 4 Fixing member 41 With hexagonal hole Bolt (bolt) 42 Head (screw head) 43 Threaded part (male threaded part) 10
  • Device body 20 Optical system 201 Condensing lens 201a Incident surface 201b Emission surface 202

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

【課題】光源ユニットの交換を要する場合、その交換が容易となる光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法を提供すること。 【解決手段】光源装置１は、それぞれレーザ光を発する発光素子と、発光素子を収納するパッケージとを有する複数の光源部２１と、光源部２１を複数支持する支持板２２と、を有し、二次元アレイ状に配列した複数の光源ユニット２と、複数の光源ユニット２が配置される表面３１１を有するベース基板３１と、ベース基板３１に対して、支持板２２を着脱自在に固定する固定部材４とを備える。

Description

光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法
　本発明は、光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法に関する。
　レーザ加工機や照明装置等に用いられるレーザ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のレーザ装置は、半導体レーザ光源を有する複数のＬＤコリメートユニットと、複数のＬＤコリメートユニットが固定されたＬＤホルダと、半導体レーザ光源からの熱を放出させるヒートシンクとを備える。
特開２０１７－０８５０２１号公報
　特許文献１に記載のレーザ装置では、ＬＤホルダに各ＬＤコリメートユニットが溶接等により固定されているため、例えば１つの半導体レーザ光源が故障して、使用不可となった場合、レーザ装置全体を交換しなければならない。そのため、交換作業が大掛かりとなるという問題があった。
　本発明の目的は、光源ユニットの交換を要する場合、その交換が容易となる光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法を提供することにある。
　本発明の態様は、それぞれレーザ光を発する発光素子と、該発光素子を収納するパッケージとを有する複数の光源部と、該光源部を複数支持する支持板と、を有し、二次元アレイ状に配列した複数の光源ユニットと、
　前記複数の光源ユニットが配置される表面を有するベース基板と、
　前記ベース基板に対して、前記支持板を着脱自在に固定する固定部材と、
を備える光源装置に関する。
　本発明の態様は、上記の光源装置を備えるプロジェクタに関する。
　本発明の態様は、上記の光源装置を備える機械加工装置に関する。
　本発明の態様は、レーザ光を発する発光素子と、該発光素子を収納するパッケージとを有する光源部と、
　前記光源部を複数支持する支持板と、を有し、
　前記支持板は、前記支持板を固定するための固定部材が通る貫通孔を有する光源ユニットに関する。
　本発明の態様は、レーザ光を出射する複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットが配置される表面を有するベース基板と、前記光源ユニットから出射したレーザ光を整形する光学系と、を備えた光源装置を調整する方法であって、
　前記複数の光源ユニットは、それぞれ、複数の光源部と、該複数の光源部を支持する支持板とを有し、
　前記ベース基板から前記支持板を取り外し、これにより、前記光源ユニットを交換する工程を有する光源装置の調整方法に関する。
　例えば発光素子に故障等の不具合が生じると、目的部位へのレーザ光の照射が困難または不可能となるおそれがあれる。このような場合、不具合が生じている光源ユニットの交換を要する。本発明によれば、この光源ユニットの交換をする際には、固定部材を操作するという簡単な作業で、当該交換を容易に行うことができる。
本発明の光源装置の実施形態を示す概略構成図である。 図１に示す光源装置の主要部の斜視図である。 図１に示す光源装置の主要部の分解斜視図である。 図３中の二点鎖線で囲まれた領域［Ａ］の拡大図のである。 図４中のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の光源装置の調整方法における各工程を順に示す図である。
  図１～図６を参照して、本発明の光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法の実施形態について説明する。なお、以下では、説明の都合上、図１中の右側および図２～図５中の下側を「光軸方向上流側（または左側）」、図１中の左側および図２～図５中の上側を「光軸方向下流側（または右側）」と言う。また、光軸方向上流側については、単に「上流側」、光軸方向下流側については、単に「下流側」と言うことがある。また、図１～図５中では、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定する。一例として、Ｘ軸とＹ軸を含むＸＹ平面がベース基板と平行となっており、Ｚ軸が発光素子の光軸方向となっている。
　図１に示す光源装置１は、光軸方向上流側から下流側に向かって順に配置された、装置本体１０と、光学系２０とを備えている。後述するように、光源装置１は、例えば、プロジェクタや機械加工装置に適用することができる。以下、各部の構成について説明する。
　装置本体１０は、複数の光源ユニット２と、複数の光源ユニット２が一括して収納、配置されるハウジング３と、ハウジング３に対して各光源ユニット２を固定する固定部材４とを備える。
　各光源ユニット２は、配置箇所が異なること以外は、同じ構成であるため、１つの光源ユニット２について代表的に説明する。
　光源ユニット２は、レーザ光ＬＢを出射するよう構成されている。具体的には、図４、図５に示すように、光源ユニット２は、複数の光源部２１と、複数の光源部２１を一括して支持する支持板２２とを有する。
　図５に示すように、各光源部２１は、発光素子２３と、パッケージ２４と、コリメータ２５と、連結部２６とを有する。
　発光素子２３は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）を有し、レーザ光ＬＢを発することができる。発光素子２３は、外部電源等と電気的な接続がされる端子２３１を有する。端子２３１は、Ｚ軸方向負側に突出する。
　発光素子２３は、パッケージ２４内に収納されている。パッケージ２４は、いわゆるＣＡＮ型パッケージであり、発光素子２３（光源部２１）の光軸方向と平行な中心軸を有する円筒状をなす。このようなパッケージ２４は、例えば、後述する支持板２２上での光源部２１の稠密配置に寄与する。
　発光素子２３の光路中、すなわち、発光素子２３の下流側には、コリメータ２５が配置されている。コリメータ２５は、レーザ光ＬＢをＺ軸方向に平行な平行光とするレンズである。なお、光源ユニット２では、各発光素子２３からのレーザ光ＬＢが、所定のビーム径となるように、発光素子２３の光軸とコリメータ２５の光軸が略一致するように調整されている。この調整は、光源ユニット２がハウジング３内に収納される以前に行われる。
　連結部２６は、パッケージ２４と、コリメータ２５とを連結する部材である。連結部２６は、円筒状をなし、パッケージ２４の内側に、当該パッケージ２４と同心的に配置されている。
　図３、図４に示すように、支持板２２上には、３つの光源部２１が支持されている。支持板２２に支持される光源部２１の配置数は、３つの場合の他に、図１、図２に示すように、２つの場合もある。なお、支持板２２に支持される光源部２１の配置数は、２つまたは３つに限定されず、例えば、支持板２２の大きさや光源部２１の大きさ等の諸条件にもよるが、４つ以上であってもよい。
　光軸方向、すなわち、Ｚ軸方向正側から見たときに、支持板２２は、矩形状であり、特に、本実施形態では、一対の長辺２２１と一対の短辺２２２とを有する長方形である。なお、各長辺２２１は、Ｘ軸方向と平行であり、各短辺２２２は、Ｙ軸方向と平行である。
　そして、光軸方向から見たときに、支持板２２上では、全ての光源部２１が、支持板２２の平行な２辺である一対の長辺２２１に沿って、稠密に配置されている。これにより、支持板２２、１枚当たりの光源部２１の配置数をできる限り多くしつつ、光源ユニット２の小型化を図ることができる。また、小型化された光源ユニット２は、容易に把持される程度の大きさとなる。これにより、例えば、ハウジング３のベース基板３１に対する光源ユニット２の交換作業を容易に行うことができる。
　支持板２２は、金属材料で構成される。これにより、発光素子２３がレーザ光ＬＢを発した際に生じる熱を、支持板２２を介して、ベース基板３１に放出することができる。これにより、光源ユニット２は、放熱性に優れる。なお、支持板２２を構成する金属材料としては、特に限定されず、例えば、アルミニウムや銅等の熱伝導率（熱伝導性）が比較的高い金属材料を用いることができる。
　なお、支持板２２は、発光素子２３に対するコリメータ２５の位置調整が可能に構成されているのが好ましい。これにより、コリメータ２５から出射される平行光の出射角度を調整することができる。
　図１に示すように、ハウジング３は、ベース基板３１と、側壁部３２とを有する。
　ベース基板３１は、平板状をなし、その厚さ方向がＺ軸方向と平行に配置される。これにより、ベース基板３１は、Ｚ軸方向正側に臨む表面３１１を有する。そして、表面３１１上には、複数の光源ユニット２が二次元アレイ状に配列される。また、隣り合う光源ユニット２同士は、ベース基板３１上で密接して配置される。さらに、ベース基板３１上の全光源部２１は、ハニカム状に（つまり、六方稠密に）配列された状態となっている。このような配置（配列）により、光源装置１は、高出力のレーザ光照射装置となる。
　なお、支持板２２は、ベース基板３１よりも薄い。これにより、発光素子２３からの熱は、支持板２２を介してベース基板３１に迅速に伝達される。従って、迅速な放熱が可能となる。
　ベース基板３１の縁部からＺ軸方向側に向かって突出して形成されている。光軸方向、すなわち、Ｚ軸方向正側から見たときに、側壁部３２は、複数の光源ユニット２を囲んでいる。
　図２、図３に示すように、光源ユニット２の支持板２２は、ベース基板３１に対して、固定部材４によって着脱自在に固定される。図４に示すように、固定部材４は、締結部材であり、本実施形態では六角穴付きボルト（以下単に「ボルト」と言う）４１である。ボルト４１は、頭部（ねじ頭）４２と、ねじ部（雄ねじ部）４３とを有する。
　また、支持板２２は、固定部材４、すなわち、ボルト４１のねじ部４３が通る貫通孔２２３を有する。そして、ボルト４１のねじ部４３を貫通孔２２３に通した状態で、当該ねじ部４３を、ベース基板３１の雌ねじ（図示せず）に螺合させることができる。これにより、光源ユニット２をベース基板３１に固定することができる。また、ボルト４１を緩めることにより、ボルト４１のねじ部４３とベース基板３１の前記雌ねじとの螺合が解除される。これにより、光源ユニット２をベース基板３１から離脱させることができる。なお、ボルト４１を締結したり、緩めたりする作業は、例えば、六角レンチを用いることにより、容易に行われる。
　図４に示すように、ボルト４１は、光源部２１と干渉しないように、隣接する光源部２１の隙間に４つ配置される。これにより、光源部２１を稠密に配置しつつも、光源ユニット２をベース基板３１に安定して強固に固定することができる。なお、ボルト４１の配置数（使用数）は、４つに限定されず、例えば、支持板２２の大きさ等にもよるが、２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。
　光学系２０は、各光源ユニット２から出射した各レーザ光ＬＢを整形することができる。図１に示すように、光学系２０は、集光レンズ２０１と、光ファイバ２０２とを備える。
　集光レンズ２０１は、ハウジング３の外側で、各コリメータ２５に対して、下流側に配置されている。集光レンズ２０１は、各レーザ光ＬＢを光ファイバ２０２に向けて集光するレンズである。集光レンズ２０１は、レーザ光ＬＢが入射する入射面２０１ａと、レーザ光ＬＢが出射する出射面２０１ｂとを有する。入射面２０１ａは、湾曲した凸面で構成されている。出射面２０１ｂは、平面で構成されている。
　レーザ光ＬＢの光路上であって、集光レンズ２０１に対して下流側には、光ファイバ２０２が配置されている。光ファイバ２０２は、長尺状をなし、入射面２０２ａとなる上流側の端面と、出射面２０２ｂとなる下流側の端面とを有する。入射面２０２ａには、集光レンズ２０１によって集光された各レーザ光ＬＢが一括して入射される。このレーザ光ＬＢは、光ファイバ２０２内を通過して出射面２０２ｂまで導かれ、当該出射面２０２ｂから出射することができる。光ファイバ２０２としては、特に限定されず、例えば、光ファイバ、光導波路等を用いることができる。
　例えば発光素子２３に故障やコリメータ２５に損傷等の不具合が生じると、光ファイバ２０２へのレーザ光ＬＢの入射が困難または不可能となるおそれがあれる。このような場合、不具合が生じている光源ユニット２の交換を要する。この光源ユニット２の交換をする際には、前述したボルト４１を緩めて外すという簡単な作業で、当該光源ユニット２をハウジング３から容易に取り外す（離脱させる）ことができる。
　そして、新たな、すなわち、未使用の光源ユニット２を、前記不具合が生じていた光源ユニット２の位置に、取り付ける（装着する）ことができる。この未使用の光源ユニット２は、前記不具合が生じていた光源ユニット２と同じ状態でハウジング３内に固定されることとなる。これにより、交換後の光源ユニット２に対する位置調整等を省略することができ、固定状態の再現性が高い。従って、光源ユニット２の交換後に、光源装置１の使用を迅速に再開することができる。なお、未使用の光源ユニット２の装着も、前述したボルト４１を締め込むという簡単な作業で、容易に行われる。
　以上のような着脱構成により、例えば発光素子２３やコリメータ２５、すなわち、光源部２１を１つずつ交換する場合に比べて、交換作業を容易かつ迅速に行うことができる。
　以上のような光源装置１は、例えば、プロジェクタや機械加工装置に適用される。次に、光源装置１の適用例について説明する。
　＜適用例１＞
　光源装置１は、画像等をスクリーンに投影するプロジェクタに適用することができる。プロジェクタは、光源装置１を備える。この場合、光源装置１は、波長が互いに異なる赤系、緑系および青系のレーザ光ＬＢをそれぞれ照射するよう構成されている。これにより、光源装置１は、カラー画像を投影することができる。
　＜適用例２＞
　光源装置１は、レーザ加工を行う機械加工装置に適用することができる。機械加工装置は、光源装置１を備える。この場合、光源装置１は、波長が互いに異なる、例えば青系のレーザ光ＬＢをそれぞれ照射するよう構成されている。これにより、光源装置１は、例えば、レーザ加工を行うことができる。
　次に、光源装置１を調整する方法について説明する。光源装置１の調整は、例えば、光源装置１が故障した際に行われる。
　図６に示すように、本調整方法は、作動工程と、判定工程とを有し、これらの工程が順に行われる。
　作動工程は、光源装置１を作動させて、使用する工程である。
　判定工程は、光源ユニット２の故障または劣化を判定する工程である。この判定方法としては、特に限定されず、例えば、光源ユニット２の輝度の低下や、光源ユニット２を交換してからの経過時間等に基づいた方法等が挙げられる。また、光源ユニット２の故障または劣化があると判定された場合には、その旨を、例えば音声（アラーム）等で報知するのが好ましい。これにより、光源ユニット２の交換を促すことができる。
　そして、判定工程は、光源ユニット２の故障または劣化していると判定されたときに、光源ユニット２を交換する交換工程を含む。交換工程では、前述したようにベース基板３１から支持板２２を取り外し、これにより、光源ユニット２が交換される。従って、本調整方法により、交換を要する光源ユニット２が判定され、当該判定された光源ユニット２を交換することができる。
　以上、本発明の光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、光源装置、プロジェクタ、機械加工装置および光源ユニットを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
［態様］
　上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（第１項）一態様に係る光源装置は、
　それぞれレーザ光を発する発光素子と、該発光素子を収納するパッケージとを有する複数の光源部と、該光源部を複数支持する支持板と、を有し、二次元アレイ状に配列した複数の光源ユニットと、
　前記複数の光源ユニットが配置される表面を有するベース基板と、
　前記ベース基板に対して、前記支持板を着脱自在に固定する固定部材と、
を備える。
　例えば発光素子に故障等の不具合が生じると、目的部位へのレーザ光の照射が困難または不可能となるおそれがあれる。このような場合、不具合が生じている光源ユニットの交換を要する。第１項に記載の光源装置によれば、この光源ユニットの交換をする際には、固定部材を操作するという簡単な作業で、当該交換を容易に行うことができる。
（第２項）第１項に記載の光源装置において、
　前記複数の光源ユニットは、前記ベース基板上で密接して配置され、
　前記光源部の光軸方向から見たときに、全ての前記光源部が稠密に配置されている。
　第２項に記載の光源装置によれば、支持板、１枚当たりの光源部の配置数をできる限り多くしつつ、光源ユニットの小型化を図ることができる。
（第３項）第１項または第２項に記載の光源装置において、
　前記光源部の光軸方向から見たときに、前記支持板は、矩形状であり、
　前記複数の光源部は、前記支持板の平行な２辺に沿って稠密に配置されている。
　第３項に記載の光源装置によれば、光源ユニットは、容易に把持される程度の大きさとなり、例えば、ベース基板に対する光源ユニットの交換作業を容易に行うことができる。
（第４項）第３項に記載の光源装置において、
　前記固定部材は、隣接する前記光源部間に配置される締結部材である。
　第４項に記載の光源装置によれば、締結部材として、例えばボルトを用いた場合、ベース基板に対する支持板の着脱作業を容易に行うことができる。
（第５項）第１項～第４項のいずれか１項に記載の光源装置において、
　前記支持板は、前記ベース基板よりも薄い。
　第５項に記載の光源装置によれば、発光素子からの熱は、支持板を介してベース基板に迅速に伝達される。従って、迅速な放熱が可能となる。
（第６項）第１項～第５項のいずれか１項に記載の光源装置において、
　前記支持板は、金属材料で構成される。
　第６項に記載の光源装置によれば、発光素子がレーザ光を発した際に生じる熱を、支持板を介して、ベース基板に放出することができる。これにより、光源ユニットは、放熱性に優れる。
（第７項）第１項～第６項のいずれか１項に記載の光源装置において、
　前記パッケージは、ＣＡＮ型パッケージである。
　第７項に記載の光源装置によれば、例えば、支持板上における光源部の稠密配置に寄与する。
（第８項）第１項～第７項のいずれか１項に記載の光源装置において、
　前記発光素子の光路中に配置されたコリメータを有する。
　第８項に記載の光源装置によれば、レーザ光を平行光とすることができ、そして、このレーザ光を前方に向けて十分に照射することができる。
（第９項）第８項に記載の光源装置において、
　前記コリメータに対して、光軸方向下流側に配置され、前記各レーザ光を集光する集光レンズと、
　前記集光レンズに対して、前記光軸方向下流側に配置され、前記集光レンズによって集光された前記各レーザ光を導光して出射する光ファイバと、
を備える。
　第９項に記載の光源装置によれば、例えば、光源装置をプロジェクタや機械加工装置に適用することができる。
（第１０項）一態様に係るプロジェクタは、
　第１項～第９項のいずれか１項に記載の光源装置を備える。
　例えば発光素子に故障等の不具合が生じると、目的部位へのレーザ光の照射が困難または不可能となるおそれがあれる。このような場合、不具合が生じている光源ユニットの交換を要する。第１０項に記載のプロジェクタによれば、この光源ユニットの交換をする際には、固定部材を操作するという簡単な作業で、当該交換を容易に行うことができる。
（第１１項）一態様に係る機械加工装置は、
　第１項～第９項のいずれか１項に記載の光源装置を備える。
　例えば発光素子に故障等の不具合が生じると、目的部位へのレーザ光の照射が困難または不可能となるおそれがあれる。このような場合、不具合が生じている光源ユニットの交換を要する。第１１項に記載の機械加工装置によれば、この光源ユニットの交換をする際には、固定部材を操作するという簡単な作業で、当該交換を容易に行うことができる。
（第１２項）一態様に係る光源ユニットは、
　レーザ光を発する発光素子と、該発光素子を収納するパッケージとを有する光源部と、
　前記光源部を複数支持する支持板と、を有し、
　前記支持板は、前記支持板を固定するための固定部材が通る貫通孔を有する。
　例えば発光素子に故障等の不具合が生じると、目的部位へのレーザ光の照射が困難または不可能となるおそれがあれる。このような場合、不具合が生じている光源ユニットの交換を要する。第１２項に記載の光源装置によれば、この光源ユニットの交換をする際には、固定部材を操作するという簡単な作業で、当該交換を容易に行うことができる。
（第１３項）一態様に係る光源装置の調整方法は、
　レーザ光を出射する複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットが配置される表面を有するベース基板と、前記光源ユニットから出射したレーザ光を整形する光学系と、を備えた光源装置を調整する方法であって、
　前記複数の光源ユニットは、それぞれ、複数の光源部と、該複数の光源部を支持する支持板とを有し、
　前記ベース基板から前記支持板を取り外し、これにより、前記光源ユニットを交換する工程を有する。
　例えば発光素子に故障等の不具合が生じると、目的部位へのレーザ光の照射が困難または不可能となるおそれがあれる。このような場合、不具合が生じている光源ユニットの交換を要する。第１３項に記載の光源装置の調整方法によれば、この光源ユニットの交換をする際には、ベース基板から支持板を取り外すという簡単な作業で、当該交換を容易に行うことができる。
（第１４項）第１３項に記載の光源装置の調整方法において、
　前記光源ユニットの故障または劣化を判定する工程をさらに有し、
　前記光源ユニットの故障または劣化を判定する工程は、前記光源ユニットの故障または劣化していると判定されたときに、前記光源ユニットを交換する工程を含む。
　第１４項に記載の光源装置の調整方法によれば、無駄なく光源ユニットを交換することができる。
　１　　　　　　光源装置
　２　　　　　　光源ユニット
　２１　　　　　光源部
　２２　　　　　支持板
　２２１　　　　長辺
　２２２　　　　短辺
　２２３　　　　貫通孔
　２３　　　　　発光素子
　２３１　　　　端子
　２４　　　　　パッケージ
　２５　　　　　コリメータ
　２６　　　　　連結部
　３　　　　　　ハウジング
　３１　　　　　ベース基板
　３１１　　　　表面
　３２　　　　　側壁部
　４　　　　　　固定部材
　４１　　　　　六角穴付きボルト（ボルト）
　４２　　　　　頭部（ねじ頭）
　４３　　　　　ねじ部（雄ねじ部）
　１０　　　　　装置本体
　２０　　　　　光学系
　２０１　　　　集光レンズ
　２０１ａ　　　入射面
　２０１ｂ　　　出射面
　２０２　　　　光ファイバ
　２０２ａ　　　入射面
　２０２ｂ　　　出射面
　ＬＢ　　　　　レーザ光

 

Claims (14)

  1. 　それぞれレーザ光を発する発光素子と、該発光素子を収納するパッケージとを有する複数の光源部と、該光源部を複数支持する支持板と、を有し、二次元アレイ状に配列した複数の光源ユニットと、
    　前記複数の光源ユニットが配置される表面を有するベース基板と、
    　前記ベース基板に対して、前記支持板を着脱自在に固定する固定部材と、
    を備える光源装置。
  2. 　前記複数の光源ユニットは、前記ベース基板上で密接して配置され、
    　前記光源部の光軸方向から見たときに、全ての前記光源部が稠密に配置されている請求項１に記載の光源装置。
  3. 　前記光源部の光軸方向から見たときに、前記支持板は、矩形状であり、
    　前記複数の光源部は、前記支持板の平行な２辺に沿って稠密に配置されている請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
  4. 　前記固定部材は、隣接する前記光源部間に配置される締結部材である請求項３に記載の光源装置。
  5. 　前記支持板は、前記ベース基板よりも薄い請求項１に記載の光源装置。
  6. 　前記支持板は、金属材料で構成される請求項１に記載の光源装置。
  7. 　前記パッケージは、ＣＡＮ型パッケージである請求項１に記載の光源装置。
  8. 　前記発光素子の光路中に配置されたコリメータを有する請求項１に記載の光源装置。
  9. 　前記コリメータに対して、光軸方向下流側に配置され、前記各レーザ光を集光する集光レンズと、
    　前記集光レンズに対して、前記光軸方向下流側に配置され、前記集光レンズによって集光された前記各レーザ光を導光して出射する光ファイバと、
    を備える請求項８に記載の光源装置。
  10. 　請求項１に記載の光源装置を備えるプロジェクタ。
  11. 　請求項１に記載の光源装置を備える機械加工装置。
  12. 　レーザ光を発する発光素子と、該発光素子を収納するパッケージとを有する光源部と、
    　前記光源部を複数支持する支持板と、を有し、
    　前記支持板は、前記支持板を固定するための固定部材が通る貫通孔を有する光源ユニット。
  13. 　レーザ光を出射する複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットが配置される表面を有するベース基板と、前記光源ユニットから出射したレーザ光を整形する光学系と、を備えた光源装置を調整する方法であって、
    　前記複数の光源ユニットは、それぞれ、複数の光源部と、該複数の光源部を支持する支持板とを有し、
    　前記ベース基板から前記支持板を取り外し、これにより、前記光源ユニットを交換する工程を有する光源装置の調整方法。
  14. 　前記光源ユニットの故障または劣化を判定する工程をさらに有し、
    　前記光源ユニットの故障または劣化を判定する工程は、前記光源ユニットの故障または劣化していると判定されたときに、前記光源ユニットを交換する工程を含む請求項１３に記載の光源装置の調整方法。

     
PCT/JP2021/000550 2020-04-13 2021-01-08 光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法 WO2021210226A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022515205A JP7487771B2 (ja) 2020-04-13 2021-01-08 光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法
CN202180027947.XA CN115413391A (zh) 2020-04-13 2021-01-08 光源装置、投影仪、机械加工装置、光源单元以及光源装置的调整方法
US17/918,286 US11835205B2 (en) 2020-04-13 2021-01-08 Light source device, projector, machining device, light source unit, and light source device adjusting method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020071469 2020-04-13
JP2020-071469 2020-04-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021210226A1 true WO2021210226A1 (ja) 2021-10-21

Family

ID=78084100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/000550 WO2021210226A1 (ja) 2020-04-13 2021-01-08 光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11835205B2 (ja)
JP (1) JP7487771B2 (ja)
CN (1) CN115413391A (ja)
WO (1) WO2021210226A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05235479A (ja) * 1992-02-20 1993-09-10 Rohm Co Ltd 光源ユニット
JP2008299195A (ja) * 2007-06-01 2008-12-11 Ricoh Co Ltd 画像照明装置、画像読取装置及び画像形成装置
JP2011096790A (ja) * 2009-10-28 2011-05-12 Mitsubishi Electric Corp 光源装置
WO2013133147A1 (ja) * 2012-03-09 2013-09-12 株式会社小糸製作所 照明器具
US20180301871A1 (en) * 2017-04-05 2018-10-18 Vixar Novel patterning of vcsels for displays, sensing, and imaging
JP2019110291A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 シャープ株式会社 光源モジュール

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012174954A (ja) 2011-02-23 2012-09-10 Panasonic Corp 半導体発光装置及びそれを用いた光源装置
JP6019758B2 (ja) * 2012-05-30 2016-11-02 日亜化学工業株式会社 光源装置
JP6720502B2 (ja) 2015-10-30 2020-07-08 株式会社島津製作所 レーザ装置の製造方法
KR102473829B1 (ko) * 2016-10-04 2022-12-02 뷰리얼 인크. 도너 기판 내의 마이크로 디바이스 배열
EP3669430B1 (en) * 2017-08-14 2022-11-09 Lumentum Operations LLC A surface-mount compatible vcsel array
CN208752384U (zh) * 2018-09-25 2019-04-16 中强光电股份有限公司 投影机及其激光模块
CN113273042A (zh) * 2018-12-26 2021-08-17 广埸(厦门)科技有限公司 具有激光器阵列照明的系统和设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05235479A (ja) * 1992-02-20 1993-09-10 Rohm Co Ltd 光源ユニット
JP2008299195A (ja) * 2007-06-01 2008-12-11 Ricoh Co Ltd 画像照明装置、画像読取装置及び画像形成装置
JP2011096790A (ja) * 2009-10-28 2011-05-12 Mitsubishi Electric Corp 光源装置
WO2013133147A1 (ja) * 2012-03-09 2013-09-12 株式会社小糸製作所 照明器具
US20180301871A1 (en) * 2017-04-05 2018-10-18 Vixar Novel patterning of vcsels for displays, sensing, and imaging
JP2019110291A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 シャープ株式会社 光源モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JP7487771B2 (ja) 2024-05-21
US20230151952A1 (en) 2023-05-18
US11835205B2 (en) 2023-12-05
CN115413391A (zh) 2022-11-29
JPWO2021210226A1 (ja) 2021-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8724668B2 (en) Light source device
JP5473534B2 (ja) 光源装置
JP2009288206A (ja) ライン型光源装置
JP2013077768A (ja) 直接描画露光装置用半導体レーザモジュール
US10541508B2 (en) Diode laser with housing
WO2021210226A1 (ja) 光源装置、プロジェクタ、機械加工装置、光源ユニットおよび光源装置の調整方法
US9548586B2 (en) Energy integrating device for split semiconductor laser diodes
KR20170113126A (ko) 광 조사 장치
JP2004045192A (ja) 照明装置
US11191162B2 (en) Circuit board supporting structure and light emitting device having the same
JP2010027228A (ja) 照明ユニット及びこれを用いた照明装置
JP2004246158A (ja) 半導体レーザ装置
US20210223507A1 (en) Light emission apparatus for exposure machine and exposure equipment including same
JP2014007232A (ja) 半導体レーザ装置
WO2005015186A1 (ja) ライン光照射装置
WO2023182190A1 (ja) 回路基板固定構造、光照射装置
KR101528492B1 (ko) 비전시스템에 사용되는 검사 및 측정용 led광원장치
CN213840569U (zh) 光源模组
US20230261434A1 (en) Laser irradiation head and laser irradiation device
JP2018073881A (ja) 半導体レーザ装置
KR101776653B1 (ko) 노광공정용 ｌｅｄ 조명광학장치
JP2009109663A (ja) 光源ユニット
JP2004241438A (ja) 光ビーム発生装置
JP4282565B2 (ja) レーザ加熱装置
CN118011720A (zh) 光源装置及投影仪

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21788070

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022515205

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21788070

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1