(57)【要約】【課題】レーザ光の光軸の位置精度が高められた光源ユニット及び投影表示装置、並びにそのような光源ユニットの製造方法を提供する。【解決手段】光源ユニット１０は、ベース２０と、支持部材４０Ａと、光源アセンブリ３０Ａと、を備える。光源アセンブリ３０Ａは、レーザ光Ｌを出射する光源３１と、レーザ光Ｌの光軸Ａ上に配置されたレンズ３２と、光源３１及びレンズ３２を保持する保持部材３３と、を有する。支持部材４０Ａは、光軸Ａに平行な方向から見た場合に光軸Ａを囲むように、球面に沿って延在する凸状の受け面４２を有する。保持部材３３が受け面４２との接触部において受け面４２に結合されることにより、光源アセンブリ３０Ａが支持部材４０Ａに固定されている。受け面４２は、保持部材３３との結合箇所Ｐ１に対して光軸Ａから遠ざかる側に位置する外側部分４２ａを有している。【選択図】図９
2020107836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口が設けられたベースと、
前記開口において前記ベースに固定された支持部材と、
前記開口において前記支持部材に固定された光源アセンブリと、
を備え、
前記光源アセンブリは、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光の光軸上に配置されたレンズと、前記光源及び前記レンズを保持する保持部材と、を有し、
前記支持部材は、前記光軸に平行な方向から見た場合に前記光軸を囲むように、球面に沿って延在する凸状の受け面を有し、
前記保持部材が前記受け面との接触部において前記受け面に結合されることにより、前記光源アセンブリが前記支持部材に固定されており、
前記受け面は、前記保持部材との結合箇所に対して前記光軸から遠ざかる側に位置する部分を有している、光源ユニット。
【請求項２】
前記保持部材は、前記光軸を囲む筒状の本体部と、前記光軸から遠ざかるように前記本体部から突出した突出部と、を有し、前記突出部において前記受け面に接触して結合されている、請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記保持部材は、前記光軸に対して傾斜した傾斜面を有し、前記傾斜面において前記受け面に接触して結合されている、請求項１又は２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記保持部材は、前記受け面と線接触している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記保持部材は、球面に沿って延在する凹状の接触面を有し、前記接触面において前記受け面に接触して結合されている、請求項１又は２に記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記保持部材は、レーザ溶接によって前記受け面に結合されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記保持部材は、前記支持部材によって画定された空間内に配置された第１部分を有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記保持部材は、前記ベースの前記開口内に配置された第２部分を有している、請求項７に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記保持部材が前記受け面に結合されていない状態において、前記開口の中心軸に対して前記光軸が徐々に傾くように前記保持部材を前記受け面に対して摺動させた場合に、前記第１部分における前記ベースとは反対側の部分が、前記第１部分における前記ベース側の部分よりも先に前記支持部材に接触するように、前記光源アセンブリ及び前記支持部材が構成されている、請求項７又は８に記載の光源ユニット。
【請求項１０】
前記保持部材は、前記光源を保持する光源ホルダと、前記レンズを保持するレンズホルダと、を有し、
前記光源ホルダには、第１螺合部が設けられており、前記レンズホルダには、前記光源ホルダと前記レンズホルダとが前記光軸に平行な方向において相対移動可能となるように前記第１螺合部と螺合する第２螺合部が設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１１】
前記光軸上における前記受け面の曲率中心から前記レンズまでの距離は、前記光軸上における前記光源の発光点から前記レンズまでの距離よりも短い、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１２】
前記保持部材は、前記支持部材と同一の材料によって構成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１３】
前記レンズから出射した前記レーザ光が入射するダイクロイックミラーを更に備え、
前記ダイクロイックミラーは、樹脂により前記ベースに接着されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１４】
前記保持部材が前記受け面に結合されていない状態において、前記開口の中心軸に対して前記光軸が最大限に傾く位置まで前記保持部材を前記受け面に対して摺動させた場合に、受け面が、全周にわたって、保持部材との接触部に対して光軸から遠ざかる側に位置する部分を有するように、前記光源アセンブリ及び前記支持部材が構成されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１５】
前記受け面は、前記光軸に平行な方向から見た場合に、前記保持部材よりも外側に位置する部分を有している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１６】
前記光軸を含む断面において、前記保持部材と前記受け面との間の接触点における前記受け面の接線と、前記保持部材における前記接触点に連なる外側表面とは、鈍角を成している、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された前記レーザ光を透過させて拡散させる光拡散部と、を備える、投影表示装置。
【請求項１８】
レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光の光軸上に配置されたレンズと、前記光源及び前記レンズを保持する保持部材と、を備える光源アセンブリの前記保持部材において、前記光源を保持する光源ホルダと前記レンズを保持するレンズホルダとの螺合量を調整することにより、前記光軸に平行な方向における前記光源と前記レンズとの間の距離を調整する距離調整ステップと、
前記距離調整ステップの後に、開口が設けられたベース上に、前記光軸に平行な方向から見た場合に前記光軸を囲むように、球面に沿って延在する凸状の受け面を有する筒状の支持部材を配置すると共に、前記受け面に前記保持部材が接触するように、前記支持部材上に前記光源アセンブリを配置する配置ステップと、
前記配置ステップの後に、前記保持部材を前記受け面に対して摺動させることにより、前記光源アセンブリの傾きを調整する傾き調整ステップと、
前記傾き調整ステップの後に、前記開口において前記ベースに前記支持部材を固定すると共に、前記保持部材を前記受け面との接触部において前記受け面に結合することにより、前記開口において前記支持部材に前記光源アセンブリを固定する固定ステップと、を備える、光源ユニットの製造方法。
【請求項１９】
前記配置ステップと前記固定ステップとの間に、前記光源アセンブリと共に前記支持部材を前記ベースに対して摺動させることにより、前記光源アセンブリの位置を調整する位置調整ステップを更に備える、請求項１８に記載の光源ユニットの製造方法。
【請求項２０】
前記固定ステップでは、前記受け面が、前記保持部材との結合予定箇所に対して前記光軸から遠ざかる側に位置する部分を有した状態で、前記保持部材を結合予定箇所において前記受け面に結合することにより、前記支持部材に前記光源アセンブリを固定する、請求項１８又は１９に記載の光源ユニットの製造方法。
【請求項２１】
前記固定ステップでは、レーザ溶接によって前記保持部材を前記受け面との接触部において前記受け面に結合することにより、前記支持部材に前記光源アセンブリを固定する、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の光源ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ユニット、投影表示装置、及び光源ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源ユニットとして、開口が設けられたベースと、開口においてベースに固定された筒状の支持部材と、開口において支持部材に固定された光源アセンブリと、を備えたものがある（例えば特許文献１，２参照）。光源アセンブリは、レーザ光を出射する光源と、レーザ光の光軸上に配置されたレンズと、を有している。光源から出射されたレーザ光は、レンズにより集光されてベースの開口を通過する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６３０７０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような光源ユニットにおいては、レーザ光の光軸の位置に極めて高い精度が求められる。そこで、本発明は、レーザ光の光軸の位置精度が高められた光源ユニット及び投影表示装置、並びにそのような光源ユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光源ユニットは、開口が設けられたベースと、開口においてベースに固定された支持部材と、開口において支持部材に固定された光源アセンブリと、備え、光源アセンブリは、レーザ光を出射する光源と、レーザ光の光軸上に配置されたレンズと、光源及びレンズを保持する保持部材と、を有し、支持部材は、光軸に平行な方向から見た場合に光軸を囲むように、球面に沿って延在する凸状の受け面を有し、保持部材が受け面との接触部において受け面に結合されることにより、光源アセンブリが支持部材に固定されており、受け面は、保持部材との結合箇所に対して光軸から遠ざかる側に位置する部分を有している。
【０００６】
この光源ユニットでは、支持部材が、レーザ光の光軸に平行な方向から見た場合に光軸を囲むように、球面に沿って延在する凸状の受け面を有している。そして、保持部材が受け面との接触部において受け面に結合されることにより、光源アセンブリが支持部材に固定されている。この光源ユニットを製造する際には、例えば、保持部材を受け面に対して摺動させることにより、光源アセンブリの傾きを調整することができる。また、光源アセンブリと共に支持部材をベースに対して摺動させることにより、光源アセンブリの位置を調整することもできる。したがって、レーザ光の光軸の位置を精度良く調整することができる。更に、この光源ユニットでは、受け面が、保持部材との結合箇所に対して光軸から遠ざかる側に位置する部分を有している。これにより、保持部材の受け面に対する結合を容易化することができ、保持部材を受け面に結合する際にレーザ光の光軸の位置がずれてしまうのを抑制することができる。以上より、この光源ユニットでは、レーザ光の光軸の位置精度が高められている。
【０００７】
本発明の光源ユニットでは、保持部材は、光軸を囲む筒状の本体部と、光軸から遠ざかるように本体部から突出した突出部と、を有し、突出部において受け面に接触して結合されていてもよい。この場合、レーザ光の光軸の位置を一層精度良く調整することができると共に、保持部材の受け面に対する結合を一層容易化することができる。
【０００８】
本発明の光源ユニットでは、保持部材は、光軸に対して傾斜した傾斜面を有し、傾斜面において受け面に接触して結合されていてもよい。この場合、レーザ光の光軸の位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材の受け面に対する結合をより一層容易化することができる。
【０００９】
本発明の光源ユニットでは、保持部材は、受け面と線接触していてもよい。この場合、レーザ光の光軸の位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材の受け面に対する結合をより一層容易化することができる。
【００１０】
本発明の光源ユニットでは、保持部材は、球面に沿って延在する凹状の接触面を有し、接触面において受け面に接触して結合されていてもよい。この場合でも、レーザ光の光軸の位置を精度良く調整することができると共に、保持部材の受け面に対する結合を容易化することができる。
【００１１】
本発明の光源ユニットでは、保持部材は、レーザ溶接によって受け面に結合されていてもよい。この光源ユニットでは、レーザ溶接による保持部材の受け面に対する結合を容易化することができる。
【００１２】
本発明の光源ユニットでは、保持部材は、支持部材によって画定された空間内に配置された第１部分を有していてもよい。この場合、光源ユニットを小型化することができる。
【００１３】
本発明の光源ユニットでは、保持部材は、ベースの開口内に配置された第２部分を有していてもよい。この場合、光源ユニットを一層小型化することができる。
【００１４】
本発明の光源ユニットでは、保持部材が受け面に結合されていない状態において、開口の中心軸に対して光軸が徐々に傾くように保持部材を受け面に対して摺動させた場合に、第１部分におけるベースとは反対側の部分が、第１部分におけるベース側の部分よりも先に支持部材に接触するように、光源アセンブリ及び支持部材が構成されていてもよい。この場合、保持部材を受け面に対して摺動させて光源アセンブリの傾きを調整する際に、第１部分におけるベース側の部分が支持部材に接触するのを抑制することができる。その結果、保持部材においてベース側に保持されたレンズの位置がずれるのを抑制することができる。
【００１５】
本発明の光源ユニットでは、保持部材は、光源を保持する光源ホルダと、レンズを保持するレンズホルダと、を有し、光源ホルダには、第１螺合部が設けられており、レンズホルダには、光源ホルダとレンズホルダとが光軸に平行な方向において相対移動可能となるように第１螺合部と螺合する第２螺合部が設けられていてもよい。この場合、光源ユニットを製造する際に、第１螺合部と第２螺合部との螺合量を調整することにより、光軸に平行な方向における光源とレンズとの間の距離を調整することができる。
【００１６】
本発明の光源ユニットでは、光軸上における受け面の曲率中心からレンズまでの距離は、光軸上における光源の発光点からレンズまでの距離よりも短くてもよい。この場合、保持部材を受け面に対して摺動させて光源アセンブリの傾きを調整したときのレンズの移動量を小さくすることができる。
【００１７】
本発明の光源ユニットでは、保持部材は、支持部材と同一の材料によって構成されていてもよい。この場合、保持部材及び支持部材の熱膨張係数が同一になるため、環境温度の変化による保持部材と支持部材との間の位置ずれを抑制することができる。
【００１８】
本発明の光源ユニットは、レンズから出射したレーザ光が入射するダイクロイックミラーを更に備え、ダイクロイックミラーは、樹脂によりベースに接着されていてもよい。この場合、光源ユニットの製造を簡易化することができる。
【００１９】
本発明の光源ユニットでは、保持部材が受け面に結合されていない状態において、開口の中心軸に対して光軸が最大限に傾く位置まで保持部材を受け面に対して摺動させた場合に、受け面が、全周にわたって、保持部材との接触部に対して光軸から遠ざかる側に位置する部分を有するように、光源アセンブリ及び支持部材が構成されていてもよい。この場合、レーザ光の光軸の位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材の受け面に対する結合をより一層容易化することができる。
【００２０】
本発明の光源ユニットでは、受け面は、光軸に平行な方向から見た場合に、保持部材よりも外側に位置する部分を有していてもよい。この場合、レーザ光の光軸の位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材の受け面に対する結合をより一層容易化することができる。
【００２１】
本発明の光源ユニットでは、光軸を含む断面において、保持部材と受け面との間の接触点における受け面の接線と、保持部材における接触点に連なる外側表面とは、鈍角を成していてもよい。この場合、レーザ光の光軸の位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材の受け面に対する結合をより一層容易化することができる。
【００２２】
本発明の投影表示装置は、上記光源ユニットと、光源ユニットから出射されたレーザ光を透過させて拡散させる光拡散部と、を備える。この投影表示装置では、上述した理由により、レーザ光の光軸の位置精度が高められている。
【００２３】
本発明の光源ユニットの製造方法は、レーザ光を出射する光源と、レーザ光の光軸上に配置されたレンズと、光源及びレンズを保持する保持部材と、を備える光源アセンブリの保持部材において、光源を保持する光源ホルダとレンズを保持するレンズホルダとの螺合量を調整することにより、光軸に平行な方向における光源とレンズとの間の距離を調整する距離調整ステップと、距離調整ステップの後に、開口が設けられたベース上に、光軸に平行な方向から見た場合に光軸を囲むように、球面に沿って延在する凸状の受け面を有する筒状の支持部材を配置すると共に、受け面に保持部材が接触するように、支持部材上に光源アセンブリを配置する配置ステップと、配置ステップの後に、保持部材を受け面に対して摺動させることにより、光源アセンブリの傾きを調整する傾き調整ステップと、傾き調整ステップの後に、開口においてベースに支持部材を固定すると共に、保持部材を受け面との接触部において受け面に結合することにより、開口において支持部材に光源アセンブリを固定する固定ステップと、を備える。
【００２４】
この光源ユニットの製造方法では、光源ホルダとレンズホルダとの螺合量を調整することにより、レーザ光の光軸に平行な方向における光源とレンズとの間の距離を調整する（距離調整ステップ）。これにより、光源とレンズとの位置関係を精度良く調整することができる。また、保持部材を受け面に対して摺動させることにより、光源アセンブリの傾きを調整した後に（傾き調整ステップ）、ベースに支持部材を固定すると共に、保持部材を受け面との接触部において受け面に結合することにより、支持部材に光源アセンブリを固定する（固定ステップ）。これにより、レーザ光の光軸の位置を精度良く調整したうえで、各要素を固定することができる。したがって、この光源ユニットの製造方法によれば、レーザ光の光軸の位置精度が高められた光源ユニットを得ることができる。
【００２５】
本発明の光源ユニットの製造方法は、配置ステップと固定ステップとの間に、光源アセンブリと共に支持部材をベースに対して摺動させることにより、光源アセンブリの位置を調整する位置調整ステップを更に備えてもよい。この場合、レーザ光の光軸の位置を一層精度良く調整したうえで、各要素を固定することができる。
【００２６】
本発明の光源ユニットの製造方法においては、固定ステップでは、受け面が、保持部材との結合予定箇所に対して光軸から遠ざかる側に位置する部分を有した状態で、保持部材を結合予定箇所において受け面に結合することにより、支持部材に光源アセンブリを固定してもよい。この場合、レーザ光の光軸の位置精度を一層高めることができる。
【００２７】
本発明の光源ユニットの製造方法においては、固定ステップでは、レーザ溶接によって保持部材を受け面との接触部において受け面に結合することにより、支持部材に光源アセンブリを固定してもよい。この光源ユニットの製造方法によれば、レーザ溶接によって保持部材を受け面に結合する場合でも、レーザ光の光軸の位置精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、レーザ光の光軸の位置精度が高められた光源ユニット及び投影表示装置、並びにそのような光源ユニットの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る投影表示装置の概略構成図である。
【図２】光源装置の斜視図である。
【図３】光源ユニットを一方側から見た斜視図である。
【図４】光源ユニットを他方側から見た斜視図である。
【図５】光源ユニットの断面図である。
【図６】光源アセンブリの断面図である。
【図７】光源アセンブリの固定構造を示す断面図である。
【図８】組立前の光源ユニットの断面図である。
【図９】組立後の光源ユニットの断面図である。
【図１０】光軸に平行な方向から見た場合の光源ユニットを示す図である。
【図１１】光源アセンブリが傾けられた状態を示す断面図である。
【図１２】（ａ）は、レンズの集光距離が長い場合を示す図であり、（ｂ）は、レンズの集光距離が短い場合を示す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、変形例を示す概略図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
［投影表示装置］
【００３１】
図１に示されるように、投影表示装置１は、光源装置２と、光拡散部４と、を備えている。投影表示装置１は、例えば、自動車に搭載されるレーザ走査型プロジェクションディスプレー（ヘッドアップディスプレー）であり、自動車のフロントガラスに映像を投影表示する。光源装置２は、投影表示用のレーザ光Ｌを出射する。
【００３２】
光源装置２は、走査用ミラー３を備えている。走査用ミラー３は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）技術によって製造された電磁駆動式の光学ミラーである。走査用ミラー３は、ミラー３ａを揺動させることで、光源装置２から出射されたレーザ光Ｌを反射して光拡散部４の所定領域において走査する。
【００３３】
光拡散部４は、例えば、マトリックス状に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイであり、走査用ミラー３によって走査された投影表示用のレーザ光Ｌを透過させて拡散する。光拡散部４の入射面は、平坦面となっており、光拡散部４の出射面は、複数のマイクロレンズに対応した複数の凸面によって構成されている。光拡散部４によって拡散されたレーザ光Ｌは、例えば、複数のミラーを介して自動車のフロントガラスに導かれ、フロントガラスでの反射を介して、映像として運転者の眼に届く。
［光源装置］
【００３４】
図１〜図５に示されるように、光源装置２は、走査用ミラー３に加えて、光源ユニット１０と、走査用ミラー３及び光源ユニット１０を収容する箱状の筐体６と、を備えている。筐体６には、光源装置２から外部に光が出射される光出射窓６ａが設けられている。
【００３５】
光源ユニット１０は、ベース２０と、３つの光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃと、３つの支持部材４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃと、３つのダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃと、を備えている。各光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、支持部材４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ及びダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、ベース２０に固定されている。
［光源アセンブリ］
【００３６】
各光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、レーザ光Ｌを出射する光源３１と、レーザ光Ｌの光軸Ａ上に配置されたレンズ３２と、光源３１及びレンズ３２を一体的に保持する保持部材３３と、を有している。以下、図６を参照しつつ光源アセンブリ３０Ａについて説明するが、光源アセンブリ３０Ｂ，３０Ｃについても光源アセンブリ３０Ａと同様の構成を有している。
【００３７】
光源３１は、例えば、赤色レーザダイオードであり、投影表示用のレーザ光Ｌを出射する。光源アセンブリ３０Ｂの光源３１は、例えば緑色レーザダイオードであり、光源アセンブリ３０Ｃの光源３１は、例えば青色レーザダイオードである。各レーザダイオードは、例えば、ステム７ａ及びキャップ７ｂからなるパッケージ７内にレーザチップ８が配置された構成を有しており、キャップ７ｂに設けられた光出射窓からレーザ光Ｌを出射する。レンズ３２は、例えば凸レンズであり、レーザ光Ｌを集光させる集光レンズである。レンズ３２は、所定のビーム特性（スポットサイズ）を得るために用いられる。
【００３８】
保持部材３３は、光源３１を保持する光源ホルダ３４と、レンズ３２を保持するレンズホルダ３５と、を有している。保持部材３３は、例えばステンレス鋼等の金属材料によって構成されている。光源ホルダ３４は、光源３１が固定された固定部３６と、固定部３６から円筒状に延在する延在部３７と、を有している。光源ホルダ３４は、全体として略円筒状に形成され、光源３１の光軸Ａを囲んでいる。光源３１は、固定部３６に設けられた開口３６ａにおいて固定部３６に固定されている。光源３１は、レンズ３２に向けてレーザ光Ｌを出射する。延在部３７の内周面には、光軸Ａ周りに螺旋状に延在するネジ溝（第１螺合部）３７ａが設けられている。
【００３９】
固定部３６の外周面には、光軸Ａから遠ざかるように固定部３６から突出した突出部３８が設けられている。この例では、突出部３８は、固定部３６の外周面の全周にわたって配置され、略円筒状に形成されている。突出部３８には、光軸Ａに対して傾斜した傾斜面３８ａが設けられている。傾斜面３８ａは、例えば、平坦面であり、光軸Ａに平行な方向（以下、「光軸方向」とも記す）から見た場合に円環状に延在している。傾斜面３８ａは、光軸Ａから離れるほど、光出射側（光軸方向において光源３１に対してレンズ３２が位置する側）に向かうように、傾斜している。光軸Ａを含む断面において傾斜面３８ａと光軸Ａとが成す角は、例えば５０度程度である。この例では、傾斜面３８ａの外縁は、突出部３８の外面に直接に連なっている。
【００４０】
レンズホルダ３５は、全体として略円筒状に形成され、光軸Ａを囲んでいる。レンズ３２は、レンズホルダ３５内に配置されてレンズホルダ３５に固定されている。レンズホルダ３５の外周面には、ネジ溝３７ａと螺合するネジ山（第２螺合部）３５ａが設けられている。ネジ山３５ａは、光軸Ａ周りに螺旋状に延在している。レンズホルダ３５の一部は光源ホルダ３４の延在部３７に挿入されており、ネジ山３５ａがネジ溝３７ａに螺合することにより、レンズホルダ３５が光源ホルダ３４に固定されている。ネジ山３５ａとネジ溝３７ａとの螺合量を調整することで、光軸方向において光源ホルダ３４とレンズホルダ３５とを相対移動させることができる。
【００４１】
光源アセンブリ３０Ａを組み立てる際には、ネジ山３５ａとネジ溝３７ａとの螺合量を調整することにより、光源ホルダ３４とレンズホルダ３５とを相対移動させて、光軸方向における光源３１とレンズ３２との間の距離を調整することができる。調整の精度は、ネジ山３５ａ及びネジ溝３７ａのピッチに依存する。例えば、ピッチが０．５ｍｍである場合、１度の相対回転による距離調整量は、０．５ｍｍを３６０度で除した約１．４μｍとなる。したがって、例えば、１度程度の角度調整が可能な治具を用いることで、数μｍ程度の分解能で光源３１とレンズ３２との間の位置関係を調整することができる。
【００４２】
この例では、光源ホルダ３４とレンズホルダ３５とは、ネジ山３５ａとネジ溝３７ａとの間に設けられた熱硬化性樹脂によっても、互いに固定されている。すなわち、光源アセンブリ３０Ａを組み立てる際には、ネジ山３５ａとネジ溝３７ａとの間に熱硬化性樹脂を予め塗布しておき、光源３１とレンズ３２との間の位置を調整した後に、熱硬化性樹脂を加熱及び硬化させてもよい。これにより、光源ホルダ３４とレンズホルダ３５とを一層強固に固定することができる。これに加えて又は代えて、ネジ山３５ａ及びネジ溝３７ａの締付けトルクを一般的なネジ構造よりも大きくすることで、光源ホルダ３４とレンズホルダ３５とを一層強固に固定することもできる。
【００４３】
以上説明したように、保持部材３３は、光軸Ａを囲む筒状の本体部と、光軸Ａから遠ざかるように本体部から突出した突出部３８と、を有している。この例では、本体部は、光源ホルダ３４の固定部３６及び延在部３７、並びにレンズホルダ３５によって構成されている。
【００４４】
図５及び図７に示されるように、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、それぞれ、ベース２０に設けられた３つの開口２０ａにおいてベース２０に固定されている。ダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、それぞれ、開口２０ａを介して光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃと向かい合うように配置されている。ダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、それぞれ、樹脂によりベース２０に接着されている。当該接着のための樹脂材料としては、例えば、熱硬化性を有するエポキシ系樹脂を用いることができる。
【００４５】
光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの光源３１から出射したレーザ光Ｌは、それぞれ、レンズ３２及び開口２０ａを介してダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに入射する。光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃからのレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー５０Ａにおいて合波（合成）され、上述した光出射窓６ａを介して走査用ミラー３に至る。
【００４６】
より具体的には、光源アセンブリ３０Ａの光源３１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー５０Ａによって反射され、走査用ミラー３に至る。光源アセンブリ３０Ｂの光源３１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー５０Ｂによって反射され、ダイクロイックミラー５０Ａを透過して走査用ミラー３に至る。光源アセンブリ３０Ｃの光源３１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー５０Ｃによって反射され、ダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂを透過して走査用ミラー３に至る。
【００４７】
合波されたレーザ光Ｌの一部は、ダイクロイックミラー５０Ａを透過する。光源ユニット１０は、ダイクロイックミラー５０Ａを透過したレーザ光Ｌを検出する光量センサ９を更に備えている。光量センサ９は、例えばフォトダイオードであり、光源ユニット１０から出射されるレーザ光Ｌの光量をモニタするために用いられる。この例では、光量センサ９は、ベース２０に固定されている。
［光源ユニット］
【００４８】
図７〜図１１を参照しつつ、光源ユニット１０について更に説明する。以下、光源アセンブリ３０Ａ及び支持部材４０Ａのベース２０に対する固定構造について説明するが、光源アセンブリ３０Ｂ，３０Ｃ及び支持部材４０Ｂ，４０Ｃのベース２０に対する固定構造についても同様に構成されている。
【００４９】
光源アセンブリ３０Ａは、支持部材４０Ａを介してベース２０に固定されている。支持部材４０Ａは、略円筒状の回転軸受であり、ベース２０の取付面２０ｂと光源アセンブリ３０Ａとの間に介在している。取付面２０ｂは、例えば平坦面となっている。支持部材４０Ａは、例えば、保持部材３３と同一の材料によって構成されている。図７〜図９では、光源３１の光軸Ａがベース２０の開口２０ａの中心軸Ｘと一致した状態が示されている。
【００５０】
支持部材４０Ａは、円筒状の外周面に加えて、摺動面４１と、受け面４２と、を有している。摺動面４１は、例えば平坦面となっており、取付面２０ｂに接触している。受け面４２は、支持部材４０Ａにおけるベース２０とは反対側の表面の一部である。受け面４２は、光軸方向から見た場合に円環状に延在して光軸Ａを囲んでいる。受け面４２は、球面に沿って延在する凸状の面であり、１つの曲率中心（球心）Ｃを有している。曲率中心Ｃは、光軸Ａ上に位置する共に、レンズ３２に対して光出射側に位置している。光軸Ａ上における曲率中心Ｃからレンズ３２までの距離Ｌ１は、光軸Ａ上における光源３１の発光点Ｑからレンズ３２までの距離Ｌ２よりも短い。この例では、距離Ｌ１は、光軸Ａ上における曲率中心Ｃからレンズ３２における光源３１とは反対側の表面までの距離である。距離Ｌ２は、光軸Ａ上における発光点Ｑからレンズ３２における光源３１側の表面までの距離である。曲率中心Ｃがレンズ３２上に位置する場合、距離Ｌ１はゼロである。距離Ｌ１は、レンズ３２の厚さ以下であってもよい。この例では、受け面４２の外縁は、支持部材４０Ａの外周面に直接に連なっている。
【００５１】
光源アセンブリ３０Ａの一部は、支持部材４０Ａ内及びベース２０の開口２０ａ内に配置されている。より具体的には、保持部材３３は、支持部材４０Ａを貫通して開口２０ａに至るように配置されており、支持部材４０Ａによって画定された空間Ｓ内に配置された第１部分６１と、開口２０ａ内に配置された第２部分６２と、を有している。この例では、第１部分６１は、延在部３７及びレンズホルダ３５の一部によって構成され、第２部分６２は、延在部３７及びレンズホルダ３５の他の一部によって構成されている。
【００５２】
保持部材３３は、突出部３８の傾斜面３８ａにおいて、受け面４２に接触している。より具体的には、保持部材３３は、傾斜面３８ａの外縁の全周において、受け面４２に接触している。すなわち、保持部材３３は、受け面４２と線接触している。光源アセンブリ３０Ａは、保持部材３３が受け面４２との接触部において受け面４２に結合されることにより、支持部材４０Ａに固定されている。この例では、保持部材３３は、レーザ溶接によって、傾斜面３８ａの外縁において、受け面４２に結合されている。保持部材３３は、例えば、図１０に示される４つの点状の結合箇所Ｐ１において、受け面４２に結合されている。当該レーザ溶接におけるレーザ光の照射方向は、例えば、光軸方向に沿った方向である。
【００５３】
支持部材４０Ａは、摺動面４１が取付面２０ｂに結合されることにより、ベース２０に固定されている。この例では、摺動面４１は、レーザ溶接によって、摺動面４１の外縁において、取付面２０ｂに結合されている。支持部材４０Ａは、例えば、図１０に示される４つの点状の結合箇所Ｐ２において、取付面２０ｂに結合されている。当該レーザ溶接におけるレーザ光の照射方向は、例えば、光軸方向に沿った方向である。
【００５４】
受け面４２は、保持部材３３との結合箇所Ｐ１に対して光源３１の光軸Ａから遠ざかる側に位置する外側部分４２ａを有している。外側部分４２ａは、例えば、光軸方向から見た場合に円環状に延在している。外側部分４２ａは、光軸方向から見た場合に、保持部材３３よりも外側に位置している。外側部分４２ａは、保持部材３３から露出している（保持部材３３によって覆われていない）。光軸方向から見た場合、及び光軸Ａに垂直な方向から見た場合のいずれにおいても、保持部材３３の受け面４２に対する結合箇所Ｐ１は露出している。光軸Ａを含む断面（図９に示される断面）において、保持部材３３と受け面４２との間の接触点Ｐ３における受け面４２の接線Ｂと、保持部材３３における接触点Ｐ３に連なる外側表面（この例では、突出部３８の外周面３８ｂ）とが成す角θは、鈍角となっている。角θは、例えば１３０度程度である。
［光源ユニットの製造方法］
【００５５】
光源ユニット１０を製造する際には、まず、光源アセンブリ３０Ａを組み立てる（組立ステップ）。すなわち、光源３１が保持された光源ホルダ３４と、レンズ３２が保持されたレンズホルダ３５と、を準備して互いに組み付ける。続いて、ネジ山３５ａとネジ溝３７ａとの螺合量を調整することにより、光源ホルダ３４とレンズホルダ３５とを相対移動させて、光軸方向における光源３１とレンズ３２との間の距離を調整する（距離調整ステップ）。
【００５６】
続いて、ベース２０の取付面２０ｂ上に支持部材４０Ａを配置すると共に、受け面４２に保持部材３３が接触するように、支持部材４０Ａ上に光源アセンブリ３０Ａを配置する（配置ステップ）。続いて、保持部材３３を受け面４２に対して摺動させることにより、光源アセンブリ３０Ａの傾きを調整する（傾き調整ステップ）。より具体的には、突出部３８の傾斜面３８ａの外縁を受け面４２に対して摺動させることにより、光源アセンブリ３０Ａのベース２０に対する傾きを調整する。これにより、開口２０ａの中心軸Ｘに対する光源３１の光軸Ａの傾斜角度を調整することができる。例えば、図１１には、光軸Ａが中心軸Ｘに対して傾いた状態が示されている。
【００５７】
続いて、光源アセンブリ３０Ａと共に支持部材４０Ａをベース２０の取付面２０ｂに対して摺動させることにより、光軸Ａに垂直な方向における光源アセンブリ３０Ａのベース２０に対する位置を調整する（位置調整ステップ）。これにより、中心軸Ｘに対する光軸Ａの位置を調整することができる。
【００５８】
傾き調整ステップ及び位置調整ステップは、中心軸Ｘに対する光軸Ａの傾斜角度及び位置が所望の角度及び位置となるように、繰り返し実施されてもよい。傾き調整ステップ及び位置調整ステップは、それぞれ、一回実施されてもよいし、複数回実施されてもよい。傾き調整ステップ及び位置調整ステップは、任意の順序で実施されてよい。
【００５９】
傾き調整ステップ及び位置調整ステップにより、中心軸Ｘに対する光軸Ａの傾斜角度及び位置を所望の角度及び位置に調整することができる。これにより、例えば、レーザ光Ｌがダイクロイックミラー５０Ａに対して所定の角度及び位置で入射する。これらの調整は、光源アセンブリ３０Ａにおいては光軸Ａの角度にばらつきが生じ得るため、必要となる。また、ベース２０の加工精度に起因してダイクロイックミラー５０Ａの配置精度にばらつきが生じ得ることによっても、当該調整が必要となる。
【００６０】
続いて、開口２０ａにおいてベース２０に支持部材４０Ａを固定すると共に、開口２０ａにおいて支持部材４０Ａに光源アセンブリ３０Ａを固定する（固定ステップ）。固定ステップでは、レーザ溶接によって支持部材４０Ａの摺動面４１をベース２０の取付面２０ｂに結合することにより、支持部材４０Ａをベース２０に固定する。固定ステップでは、レーザ溶接によって保持部材３３を受け面４２との接触部において受け面４２に結合することにより、支持部材４０Ａに光源アセンブリ３０Ａを固定する。このレーザ溶接は、受け面４２が、保持部材３３との結合予定箇所に対して光軸Ａから遠ざかる側に位置する部分（外側部分４２ａ）を有した状態で、保持部材３３を結合予定箇所において受け面４２に結合することにより、実施される。
【００６１】
光源アセンブリ３０Ｂ，３０Ｃ及び支持部材４０Ｂ，４０Ｃについても同様に、組立ステップ、距離調整ステップ、配置ステップ、傾き調整ステップ、位置調整ステップ及び固定ステップにより、中心軸Ｘに対する光軸Ａの傾斜角度及び位置が所望の角度及び位置に調整された状態で、ベース２０に固定される。これにより、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ及び支持部材４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃについての光軸Ａの傾斜角度及び位置を精度良く調整することができ、その結果、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃからのレーザ光Ｌを精度良く合波することができる。なお、光源アセンブリ３０Ａ及び支持部材４０Ａをベース２０に固定する前に、光源アセンブリ３０Ｂ，３０Ｃ及び支持部材４０Ｂ，４０Ｃについての光軸Ａの傾斜角度及び位置の調整を実施し、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ及び支持部材４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃについての光軸Ａの傾斜角度及び位置の調整が完了した後に、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ及び支持部材４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃについて固定ステップを実施してもよい。
【００６２】
ここで、光源ユニット１０では、保持部材３３が受け面４２に結合されていない状態（保持部材３３が受け面４２に結合される前の状態）において、開口２０ａの中心軸Ｘに対して光軸Ａが最大限に傾く位置（図１１に示される位置）まで保持部材３３を受け面４２に対して摺動させた場合でも、受け面４２が、全周にわたって、保持部材３３との接触部に対して光軸Ａから遠ざかる側に位置する部分（外側部分４２ａ）を有するように、光源アセンブリ３０Ａ及び支持部材４０Ａが構成されている。すなわち、図１１に示される状態において、受け面４２の外側部分４２ａは、全周にわたって、保持部材３３から露出している（保持部材３３によって覆われていない）。光源ユニット１０では、保持部材３３が受け面４２に結合されていない状態において、中心軸Ｘに対して光軸Ａが徐々に傾くように保持部材３３を受け面４２に対して摺動させた場合、図１１に示されるように、延在部３７における固定部３６との境界部分（基端部分）３７ｃが支持部材４０Ａの内面に接触することで、保持部材３３の摺動が規制される。すなわち、中心軸Ｘに対して光軸Ａが徐々に傾くように保持部材３３を受け面４２に対して摺動させた場合、延在部３７（第１部分６１）におけるベース２０とは反対側の部分が、延在部３７におけるベース２０側の部分よりも先に支持部材４０Ａに接触するように、光源アセンブリ３０Ａ及び支持部材４０Ａが構成されている。
［ベースの固定構造］
【００６３】
図１０を参照しつつ、ベース２０の固定構造について説明する。ベース２０は、例えば、所定の筐体（図示省略）に対して、ボルト等の締結部材（図示省略）により固定されている。ベース２０には、複数の貫通孔２１ａ〜２１ｊが設けられている。光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが並ぶ方向を第１方向とし、光軸方向から見た場合に第１方向に垂直な方向を第２方向とすると、貫通孔２１ａ〜２１ｅは、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに対して第２方向における一方側に配置されており、貫通孔２１ｆ〜２１ｊは、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに対して第２方向における他方側に配置されている。この例では、第１方向は、ベース２０の長手方向であり、第２方向は、ベース２０の短手方向である。貫通孔２１ａ〜２１ｊの大きさは、互いに異なっていてもよいし、同一であってもよい。
【００６４】
本実施形態では、ベース２０は、光源アセンブリ３０Ｂの周囲に配置された貫通孔２１ｂ，２１ｄ，２１ｇ，２１ｉにおいて、筐体に対して締結部材により固定されている。より具体的には、貫通孔２１ｂ，２１ｄ，２１ｇ，２１ｉに通されたボルトがベース２０に設けられた締結穴に締結されることにより、ベース２０が筐体に固定されている。
【００６５】
これにより、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ間で光軸Ａの位置がずれるのを抑制することができ、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置精度を高めることができる。すなわち、例えばベース２０の４つの隅部に配置された貫通孔２１ａ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｊにおいてベース２０が固定されると、熱等の影響によってベース２０が反ってしまい、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ間で光軸Ａの角度がずれるおそれがある。これに対し、本実施形態では、ベース２０の温度が上昇した場合、ベース２０における固定位置（貫通孔２１ｂ，２１ｄ，２１ｇ，２１ｉの位置）よりも外側の部分が第１方向外側に伸びるように変形するだけであるので、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ間で光軸Ａの角度がずれるのを抑制することができる。
【００６６】
かかる作用効果を奏するためには、ベース２０の筐体に対する複数の固定位置が、第２方向において光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの１つを挟む固定位置の対のみを含んでいればよい。換言すれば、複数の固定位置が、第２方向において光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの２つ以上を挟まない固定位置の対のみを含んでいればよい。他の例として、固定位置は、貫通孔２１ａ，２１ｊの位置であってもよい。固定位置は、貫通孔２１ｂ，２１ｊの位置であってもよい。固定位置は、貫通孔２１ｃ，２１ｈの位置であってもよい。固定位置は、貫通孔２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇの位置であってもよい。
［ダイクロイックミラーの固定構造］
【００６７】
図４等を参照しつつ、ダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの固定構造について説明する。ダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、それぞれ、ベース２０に対して光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃとは反対側において、ベース２０に固定されている。ベース２０には、ダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを固定するための複数の固定部２２が設けられている。上述したとおり、ダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、樹脂により固定部２２に接着されている。
【００６８】
固定部２２には、ダイクロイックミラー５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃで反射されたレーザ光Ｌが通過する光通過部２３が設けられている。光通過部２３は、レーザ光Ｌが向かう方向に開口すると共に、光軸方向にも開口している。すなわち、光通過部２３は、光軸方向に開口した開口部２３ａを有している。
【００６９】
ダイクロイックミラー５０Ａは、例えば矩形状に形成され、その４辺において固定部２２に接着されているが、開口部２３ａに対応する第１辺５０Ａａの中間部においては固定部２２に接触しておらず、接着もされていない。ダイクロイックミラー５０Ａは、第１辺５０Ａａとは反対側の第２辺５０Ａｂの中間部においても、固定部２２に接触しておらず接着もされていない。換言すれば、固定部２２は、ダイクロイックミラー５０Ａの第２辺５０Ａｂの中間部に接触しない形状を有している。
【００７０】
これにより、ダイクロイックミラー５０Ａの位置がずれるのを抑制することができ、ダイクロイックミラー５０Ａの位置精度を高めることができる。すなわち、例えば、ダイクロイックミラー５０Ａが第１辺５０Ａａの中間部において固定部２２に接着されていない一方で、第２辺５０Ａｂの全体において固定部２２に接着されている場合、第１辺５０Ａａ側と第２辺５０Ａｂ側とでダイクロイックミラー５０Ａの接着についてのバランスが崩れ、ダイクロイックミラー５０Ａの位置がずれるおそれがある。これに対し、本実施形態では、ダイクロイックミラー５０Ａは、第２辺５０Ａｂの中間部においても固定部２２に接着されていないため、ダイクロイックミラー５０Ａの接着についてのバランスを向上することができ、その結果、ダイクロイックミラー５０Ａの位置がずれるのを抑制することができる。ダイクロイックミラー５０Ｂ，５０Ｃについても、ダイクロイックミラー５０Ａと同様に固定部２２に接着されており、位置精度が高められている。なお、第１辺５０Ａａの全体が固定部２２に接着されていなくてもよいし、第２辺５０Ａｂの全体が固定部２２に接着されていなくてもよい。
［作用効果］
【００７１】
以上説明したように、光源ユニット１０では、支持部材４０Ａが、光軸方向から見た場合に光軸Ａを囲むように、球面に沿って延在する凸状の受け面４２を有している。そして、保持部材３３が受け面４２との接触部において受け面４２に結合されることにより、光源アセンブリ３０Ａが支持部材４０Ａに固定されている。光源ユニット１０を製造する際には、例えば、保持部材３３を受け面４２に対して摺動させることにより、光源アセンブリ３０Ａの傾きを調整することができる。また、光源アセンブリ３０Ａと共に支持部材４０Ａをベース２０に対して摺動させることにより、光源アセンブリ３０Ａの位置を調整することもできる。したがって、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置を精度良く調整することができる。更に、受け面４２が、保持部材３３との結合箇所Ｐ１に対して光軸Ａから遠ざかる側に位置する外側部分４２ａを有している。これにより、保持部材３３の受け面４２に対する結合を容易化することができ、保持部材３３を受け面４２に結合する際に光軸Ａの位置がずれてしまうのを抑制することができる。以上より、光源ユニット１０では、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置精度が高められている。更に、受け面４２が外側部分４２ａを有しているため、保持部材３３と受け面４２との間の溶接代を十分に確保することができ、保持部材３３を受け面４２に安定的に結合することができる。
【００７２】
保持部材３３が、光軸Ａを囲む筒状の本体部と、光軸Ａから遠ざかるように本体部から突出した突出部３８と、を有し、突出部３８において受け面４２に接触して結合されている。これにより、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置を一層精度良く調整することができると共に、保持部材３３の受け面４２に対する結合を一層容易化することができる。
【００７３】
保持部材３３が、光軸Ａに対して傾斜した傾斜面３８ａを有し、傾斜面３８ａにおいて受け面４２に接触して結合されている。これにより、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材３３の受け面４２に対する結合をより一層容易化することができる。
【００７４】
保持部材３３が、受け面４２と線接触している。これにより、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材３３の受け面４２に対する結合をより一層容易化することができる。更に、保持部材３３と支持部材４０Ａとの間の接触面積が小さくなるため、光源３１で発生した熱を、ベース２０側ではなく、ベース２０とは反対側に配置された放熱部材（図示省略）側へ伝わり易くすることができる。その結果、光源３１で発生した熱を効率的に放熱することができる。
【００７５】
保持部材３３が、レーザ溶接によって受け面４２に結合されている。光源ユニット１０では、レーザ溶接による保持部材３３の受け面４２に対する結合を容易化することができる。
【００７６】
保持部材３３が、支持部材４０Ａによって画定された空間Ｓ内に配置された第１部分６１を有している。これにより、光源ユニット１０を小型化することができる。保持部材３３が、ベース２０の開口２０ａ内に配置された第２部分６２を有している。これにより、光源ユニット１０を一層小型化することができる。
【００７７】
保持部材３３が受け面４２に結合されていない状態において、開口２０ａの中心軸Ｘに対して光軸Ａが徐々に傾くように保持部材３３を受け面４２に対して摺動させた場合、延在部３７（第１部分６１）におけるベース２０とは反対側の部分が、延在部３７におけるベース２０側の部分よりも先に支持部材４０Ａに接触するように、光源アセンブリ３０Ａ及び支持部材４０Ａが構成されている。これにより、保持部材３３を受け面４２に対して摺動させて光源アセンブリ３０Ａの傾きを調整する際に、延在部３７におけるベース２０側の部分が支持部材４０Ａに接触するのを抑制することができる。その結果、保持部材３３においてベース２０側に保持されたレンズ３２の位置がずれるのを抑制することができる。
【００７８】
光源ホルダ３４にはネジ溝３７ａが設けられており、レンズホルダ３５には、光源ホルダ３４とレンズホルダ３５とが光軸方向において相対移動可能となるようにネジ溝３７ａと螺合するネジ山３５ａが設けられている。これにより、光源ユニット１０を製造する際に、ネジ溝３７ａとネジ山３５ａとの螺合量を調整することにより、光軸方向における光源３１とレンズ３２との間の距離を調整することができる。
【００７９】
ここで、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）を参照しつつ、ネジ溝３７ａ及びネジ山３５ａの螺合により光源ホルダ３４とレンズホルダ３５とを固定することの利点を説明する。図１２（ａ）は、レンズの集光距離が長い場合を示す図であり、図１２（ｂ）は、レンズの集光距離が短い場合を示す図である。例えばＤＶＤのピックアップ等では、一般的に、図１２（ｂ）に示されるように、レンズ１３２と集光点Ｒとの間の集光距離Ｄ２が例えば数ｍｍ程度と短く、光源１３１とレンズ１３２との間の距離Ｄ１に対する集光距離Ｄ２の比が小さい。一方、上述したような投影表示装置１では、図１２（ａ）に示されるように、レンズ３２から集光点Ｒ（光拡散部４）までの集光距離Ｄ２が例えば１５０ｍｍ程度と比較的長く、光源３１とレンズ３２との間の距離Ｄ１に対する集光距離Ｄ２の比が大きい。したがって、上述したような投影表示装置１では、光源３１に対するレンズ３２の位置ずれが集光位置においては数十倍にも拡大されて表れ得るため、光源３１に対するレンズ３２の位置に極めて高い精度が求められる。
【００８０】
この点、上述したとおり、光源アセンブリ３０Ａでは、ネジ山３５ａとネジ溝３７ａとの螺合によって光源ホルダ３４とレンズホルダ３５とを固定することにより、数μｍ程度の分解能で光源３１とレンズ３２との間の位置関係を調整することが可能となっている。その結果、例えば、ＵＶ樹脂の硬化による固定や、ＹＡＧレーザを用いた溶接による固定と比べて、光源３１に対するレンズ３２の位置精度を高めることができる。これは、ＵＶ樹脂による固定の場合、温度変化に起因するＵＶ樹脂の膨張収縮により、レンズ３２の位置が変動する可能性があり、ＹＡＧレーザを用いた溶接の場合、溶接箇所が極めて高温になるために位置ずれが生じ易く、要求される精度を実現することができないためである。
【００８１】
なお、上述したように、光源アセンブリ３０Ａと支持部材４０Ａとの固定、及び、支持部材４０Ａとベース２０との固定にはレーザ溶接が用いられているが、これらの固定箇所においては数μｍ程度といった高い精度は要求されない。これは、光源アセンブリ３０Ａの組立時に光源３１とレンズ３２との位置関係は既に固定されており、ベース２０に対する固定時に光源アセンブリ３０Ａの位置にずれが生じたとしても、当該位置ずれが何倍にも拡大されて表れることはないためである。レーザ溶接では、樹脂による固定と比べて、固定後に温度変化が生じても位置ずれが生じ難い。
【００８２】
光源ユニット１０では、光軸Ａ上における曲率中心Ｃからレンズ３２までの距離Ｌ１が、光軸Ａ上における光源３１の発光点Ｑからレンズ３２までの距離Ｌ２よりも短い。これにより、保持部材３３を受け面４２に対して摺動させて光源アセンブリ３０Ａの傾きを調整したときのレンズ３２の移動量を小さくすることができる。傾き調整ステップにおけるレンズ３２の移動量が小さいと、位置調整ステップにおいて光源アセンブリ３０Ａと共に支持部材４０Ａを平行移動させる量を小さくすることができる。その結果、光源ユニット１０の小型化を図ることができる。
【００８３】
保持部材３３が、支持部材４０Ａと同一の材料によって構成されている。これにより、保持部材３３及び支持部材４０Ａの熱膨張係数が同一になるため、環境温度の変化による保持部材３３と支持部材４０Ａとの間の位置ずれを抑制することができる。
【００８４】
ダイクロイックミラー５０Ａが、樹脂によりベース２０に接着されている。これにより、光源ユニット１０の製造を簡易化することができる。光源３１で発生した熱はダイクロイックミラー５０Ａが配置された位置までは伝わり難いため、ダイクロイックミラー５０Ａのベース２０への結合には樹脂を用いることができる。
【００８５】
保持部材３３が受け面４２に結合される前の状態において、開口２０ａの中心軸Ｘに対して光軸Ａが最大限に傾く位置まで保持部材３３を受け面４２に対して摺動させた場合でも、受け面４２が、全周にわたって、保持部材３３との接触部に対して光軸Ａから遠ざかる側に位置する部分（外側部分４２ａ）を有するように、光源アセンブリ３０Ａ及び支持部材４０Ａが構成されている。これにより、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材３３の受け面４２に対する結合をより一層容易化することができる。
【００８６】
受け面４２が、光軸方向から見た場合に、保持部材３３よりも外側に位置する外側部分４２ａを有している。これにより、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材３３の受け面４２に対する結合をより一層容易化することができる。
【００８７】
光軸Ａを含む断面において、保持部材３３と受け面４２との間の接触点Ｐ３における受け面４２の接線Ｂと、保持部材３３における接触点Ｐ３に連なる外側表面（上記実施形態では、突出部３８の外周面３８ｂ）とが、鈍角を成している。これにより、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置をより一層精度良く調整することができると共に、保持部材３３の受け面４２に対する結合をより一層容易化することができる。
【００８８】
図９に示されるように、光源３１が固定された固定部３６が、光軸方向において光源３１の固定箇所と傾斜面３８ａとの間に延在する部分３６ｂを有している。これにより、光軸Ａに垂直な方向における固定部３６の厚さを厚くすることができ、固定部３６の強度を向上することができる。更に、光源３１からの熱によって固定部３６の温度が上昇するのを抑制することができる。
【００８９】
図９に示されるように、突出部３８が、円筒状の第１部分３８ｅと、第１部分３８ｅから光軸方向に突出した第２部分３８ｆと、を有している。傾斜面３８ａは、第２部分３８ｆに設けられている。これにより、光軸方向における突出部３８の厚さを厚くすることができ、突出部３８の強度を向上することができる。更に、光源３１からの熱によって突出部３８の温度が上昇するのを抑制することができる。これにより、保持部材３３が受け面４２と線接触していることと相俟って、光源３１で発生した熱がベース２０側に伝わるのを効果的に抑制することができる。
【００９０】
上述した製造方法では、光源ホルダ３４とレンズホルダ３５との螺合量を調整することにより、光軸方向における光源３１とレンズ３２との間の距離を調整する（距離調整ステップ）。これにより、光源３１とレンズ３２との位置関係を精度良く調整することができる。また、保持部材３３を受け面４２に対して摺動させることにより、光源アセンブリ３０Ａの傾きを調整した後に（傾き調整ステップ）、ベース２０に支持部材４０Ａを固定すると共に、保持部材３３を受け面４２との接触部において受け面４２に結合することにより、支持部材４０Ａに光源アセンブリ３０Ａを固定する（固定ステップ）。これにより、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置を精度良く調整したうえで、各要素を固定することができる。したがって、上述した製造方法によれば、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置精度が高められた光源ユニット１０を得ることができる。
【００９１】
上述した製造方法は、配置ステップと固定ステップとの間に、光源アセンブリ３０Ａと共に支持部材４０Ａをベース２０に対して摺動させることにより、光源アセンブリ３０Ａの位置を調整する位置調整ステップを備えている。これにより、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置を一層精度良く調整したうえで、各要素を固定することができる。
【００９２】
上述した製造方法においては、固定ステップでは、受け面４２が、保持部材３３との結合予定箇所に対して光軸Ａから遠ざかる側に位置する外側部分４２ａを有した状態で、保持部材３３を結合予定箇所において受け面４２に結合することにより、光源アセンブリ３０Ａを支持部材４０Ａに固定する。これにより、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置精度を一層高めることができる。
【００９３】
上述した製造方法においては、固定ステップでは、レーザ溶接によって保持部材３３を受け面４２との接触部において受け面４２に結合することにより、光源アセンブリ３０Ａを支持部材４０Ａに固定する。上述した製造方法によれば、レーザ溶接によって保持部材３３を受け面４２に結合する場合でも、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置精度を高めることができる。
［変形例］
【００９４】
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示される第１〜第３変形例、又は図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示される第４〜第６変形例のように、光源アセンブリ３０Ａ及び支持部材４０Ａが構成されてもよい。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）及び図１４（ａ）〜図１４（ｃ）では、保持部材３３の突出部３８及び支持部材４０Ａの受け面４２の周辺が模式的に部分的に示されている。
【００９５】
図１３（ａ）に示される第１変形例では、突出部３８の傾斜面３８ａは、光軸Ａから離れるほど、光出射側とは反対側（光軸方向においてレンズ３２に対して光源３１が位置する側）に向かうように、傾斜している。保持部材３３は、傾斜面３８ａの内縁において、受け面４２に接触している。受け面４２は外側部分４２ａを有している。保持部材３３の受け面４２に対する結合箇所Ｐ１は、光軸方向から見た場合には保持部材３３と重なっており露出していないが、光軸Ａに垂直な方向から見た場合には露出している。結合箇所Ｐ１は、光軸Ａに垂直な方向に対して光出射側とは反対側に僅かに傾いた方向Ｙから見た場合に、露出している。すなわち、結合箇所Ｐ１は、光軸Ａに直交し且つ結合箇所Ｐ１を通る直線に対して光出射側に離れた位置から見た場合に、露出している。光軸Ａを含む断面において、保持部材３３と受け面４２との間の接触点Ｐ３における受け面４２の接線Ｂと、保持部材３３における接触点Ｐ３に連なる外側表面（この例では、傾斜面３８ａ）とが成す角θは、鈍角となっている。
【００９６】
図１３（ｂ）に示される第２変形例では、突出部３８は、傾斜面３８ａを有しておらず、円筒部３８ｃを有している。保持部材３３は、円筒部３８ｃの先端の内縁において、受け面４２に線接触している。受け面４２は外側部分４２ａを有している。保持部材３３の受け面４２に対する結合箇所Ｐ１は、光軸方向から見た場合には保持部材３３と重なっており露出していないが、光軸Ａに垂直な方向から見た場合には露出している。結合箇所Ｐ１は、光軸Ａに垂直な方向に対して光出射側とは反対側に僅かに傾いた方向Ｙから見た場合に、露出していない。光軸Ａを含む断面において、保持部材３３と受け面４２との間の接触点Ｐ３における受け面４２の接線Ｂと、保持部材３３における接触点Ｐ３に連なる外側表面（この例では、円筒部３８ｃの先端面）とが成す角θは、鋭角となっている。
【００９７】
図１３（ｃ）に示される第３変形例では、突出部３８は、傾斜面３８ａに代えて、球面に沿って延在する凹状の接触面３８ｄを有している。接触面３８ｄの曲率中心は、受け面４２の曲率中心と一致していない。保持部材３３は、接触面３８ｄの外縁において、受け面４２に線接触している。受け面４２は外側部分４２ａを有している。保持部材３３の受け面４２に対する結合箇所Ｐ１は、光軸方向から見た場合、及び光軸Ａに垂直な方向から見た場合のいずれにおいても、露出している。光軸Ａを含む断面において、保持部材３３と受け面４２との間の接触点Ｐ３における受け面４２の接線Ｂと、保持部材３３における接触点Ｐ３に連なる外側表面（この例では、突出部３８の外周面）とが成す角θは、鈍角となっている。
【００９８】
図１４（ａ）に示される第４変形例は、突出部３８の外側形状において第３変形例と相違している。受け面４２は外側部分４２ａを有している。保持部材３３の受け面４２に対する結合箇所Ｐ１は、光軸方向から見た場合には保持部材３３と重なっており露出していないが、光軸Ａに垂直な方向から見た場合には露出している。結合箇所Ｐ１は、光軸Ａに垂直な方向に対して光出射側とは反対側に僅かに傾いた方向Ｙから見た場合に、露出している。光軸Ａを含む断面において、保持部材３３と受け面４２との間の接触点Ｐ３における受け面４２の接線Ｂと、保持部材３３における接触点Ｐ３に連なる外側表面（この例では、突出部３８の外側面）とが成す角θは、鋭角となっている。
【００９９】
図１４（ｂ）に示される第５変形例は、突出部３８の外側形状において第３変形例と相違している。受け面４２は外側部分４２ａを有している。保持部材３３の受け面４２に対する結合箇所Ｐ１は、光軸方向から見た場合には保持部材３３と重なっており露出していないが、光軸Ａに垂直な方向から見た場合には露出している。結合箇所Ｐ１は、光軸Ａに垂直な方向に対して光出射側とは反対側に僅かに傾いた方向Ｙから見た場合に、露出していない。光軸Ａを含む断面において、保持部材３３と受け面４２との間の接触点Ｐ３における受け面４２の接線Ｂと、保持部材３３における接触点Ｐ３に連なる外側表面（この例では、突出部３８の先端面）とが成す角θは、鋭角となっている。
【０１００】
図１４（ｃ）に示される第６変形例では、突出部３８は、傾斜面３８ａに代えて、凹状の球面に沿った接触面３８ｄを有している。接触面３８ｄの曲率中心は、受け面４２の曲率中心と一致している。保持部材３３は、接触面３８ｄにおいて、受け面４２に面接触している。保持部材３３は、接触面３８ｄの外縁において、受け面４２に結合されている。第６変形例においても、受け面４２は外側部分４２ａを有している。第６変形例では、保持部材３３の受け面４２に対する結合箇所Ｐ１は、光軸方向から見た場合、及び光軸Ａに垂直な方向から見た場合のいずれにおいても、露出している。第１〜第６変形例によっても、上記実施形態と同様に、レーザ光Ｌの光軸Ａの位置精度を高めることができる。
【０１０１】
各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。例えば、上記実施形態では、突出部３８が固定部３６の外周面の全周にわたって配置されていたが、突出部３８は、固定部３６の外周面に周方向に沿って並設された複数の突出部によって構成されてもよい。すなわち、突出部３８は、周方向に関して部分的に配置されていてもよい。保持部材３３は、突出部３８において受け面４２に接触して結合されなくてもよい。例えば、レンズホルダ３５におけるベース２０側の端部において受け面４２に接触して結合されてもよい。この場合、保持部材３３には突出部３８が設けられなくてもよい。受け面４２の曲率中心Ｃは、レンズ３２上に位置していてもよい。受け面４２が外側部分４２ａを有していると、保持部材３３の位置調整に係る調整代を確保することができ、保持部材３３を位置決めし易い。
【０１０２】
保持部材３３は、レーザ溶接以外の溶接手段、又は樹脂材料からなる接着材によって、受け面４２に結合されていてもよい。支持部材４０Ａは、レーザ溶接以外の溶接手段、又は樹脂材料からなる接着材によって、ベース２０に結合されていてもよい。保持部材３３の受け面４２に対する結合手段は、支持部材４０Ａのベース２０に対する結合手段と異なっていてもよい。上記実施形態では、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの光軸Ａが互いに平行であったが、光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの少なくとも１つの光軸Ａが、他の光源アセンブリ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの光軸Ａと交差（例えば直交）していてもよい。この場合、ベース２０（取付面２０ｂ）は、光軸Ａに垂直な方向から見た場合にＬ字状又はＵ字状に形成されていてもよい。保持部材３３が受け面４２に結合されなくてもよい。この場合、保持部材３３が支持部材４０Ａよりも外側においてベース２０に直接に結合されることにより、光源アセンブリ３０Ａがベース２０に固定されてもよい。受け面４２における保持部材３３と受け面４２との間の接触点Ｐ３よりも内側（光軸Ａに近づく側）の部分において、保持部材３３が受け面４２に結合されていてもよい。例えば、当該内側部分（及び接触点Ｐ３）に樹脂材料からなる接着材を塗布しておき、組付後に樹脂材を加熱して硬化させてもよい。
【０１０３】
受け面４２は、光軸Ａを囲むように延在していればよく、必ずしも全周にわたって光軸Ａを囲んでいなくてもよい。例えば、受け面４２に切欠き等が形成されることで、受け面４２が周方向の一部において非連続となっていてもよい。すなわち、受け面４２は、光軸Ａを部分的に囲んでいてもよく、光軸Ａの周りに延在していればよい。支持部材４０Ａは、必ずしも筒状に形成されなくてもよく、例えば、光軸方向から見た場合にＣ字状に形成されていてもよい。受け面４２は、球面状を呈していればよい。かかる球面には、製造誤差等により、球面内の複数の点において曲率半径が異なっているものも含まれる。例えば、球面は、曲率半径が設定値の±０．１ｍｍの範囲内にある面であってもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１…投影表示装置、４…光拡散部、１０…光源ユニット、２０…ベース、２０ａ…開口、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…光源アセンブリ、３１…光源、３２…レンズ、３３…保持部材、３４…光源ホルダ、３５…レンズホルダ、３５ａ…ネジ山（第２螺合部）、３７ａ…ネジ溝（第１螺合部）、３８…突出部、３８ａ…傾斜面、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…支持部材、４２…受け面、４２ａ…外側部分、５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…ダイクロイックミラー、６１…第１部分、６２…第２部分、Ａ…光軸、Ｂ…接線、Ｃ…曲率中心、Ｌ…レーザ光、Ｐ１…結合箇所、Ｐ３…接触点、Ｘ…中心軸。
【図１】
2020107836.tif 000003
【図２】
2020107836.tif 000004
【図３】
2020107836.tif 000005
【図４】
2020107836.tif 000006
【図５】
2020107836.tif 000007
【図６】
2020107836.tif 000008
【図７】
2020107836.tif 000009
【図８】
2020107836.tif 000010
【図９】
2020107836.tif 000011
【図１０】
2020107836.tif 000012
【図１１】
2020107836.tif 000013
【図１２】
2020107836.tif 000014
【図１３】
2020107836.tif 000015
【図１４】
2020107836.tif 000016