(57)【要約】【課題】  光学部材の位置調整が容易にできる光源装置を提供する。【解決手段】  回路基板１１ｋは、発光素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃを搭載する。光学部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆは、発光素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃが発した照明光を集光させる。反射部材１１ｇ，１１ｈ，１１ｉは、照明光を反射させる。保持部材１１ｍは、反射部材１１ｇ，１１ｈ，１１ｉを保持する。ベース部材３１は、回路基板１１ｋ及び保持部材１１ｍを固定する。保持部材１１ｍから露出して配置された固定部材１１４で光学部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆを回路基板１１ｋに固定する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を発する発光素子と、前記発光素子を搭載する回路基板と、前記発光素子が発した照明光を集光させる光学部材と、前記照明光を反射させる反射部材と、前記反射部材を保持する保持部材と、を備え、前記保持部材から露出して配置された固定部材で前記光学部材を固定することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
照明光を発する発光素子と、前記発光素子を搭載する回路基板と、前記発光素子が発した照明光を集光させる光学部材と、前記照明光を反射させる反射部材と、前記反射部材を保持する保持部材と、前記回路基板及び前記保持部材を固定するベース部材と、を備え、前記保持部材から露出して配置された固定部材で前記光学部材を前記回路基板に固定することを特徴とする光源装置。
【請求項３】
前記保持部材は、前記光学部材が挿通される開口部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光学部材は、前記回路基板の側端面よりも突出する突出部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及び光学部材を備えた光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フロントガラスの前方に虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボードに設けられ、フロントガラスに表示光を投影することで虚像を表示するものである。表示光を投影する表示手段としては様々な表示器が考えられるが、プロジェクタを用いたヘッドアップディスプレイ装置が特許文献２に開示されている。プロジェクタは、発光素子及びこの発光素子が発した光を集光する光学部材を備えた光源装置からの照明光を表示素子に照射して表示光を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７７０６５号公報
【特許文献２】特開２００４−１２６２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、発光素子の光軸に対する光学部材の光軸が若干ずれてしまい、所望の照明光を得ることができないという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、光学部材の位置調整が容易にできる光源装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、照明光を発する発光素子と、前記発光素子を搭載する回路基板と、前記発光素子が発した照明光を集光させる光学部材と、前記照明光を反射させる反射部材と、前記反射部材を保持する保持部材と、を備え、前記保持部材から露出して配置された固定部材で前記光学部材を固定するものである。
【０００６】
また、本発明は、照明光を発する発光素子と、前記発光素子を搭載する回路基板と、前記発光素子が発した照明光を集光させる光学部材と、前記照明光を反射させる反射部材と、前記反射部材を保持する保持部材と、前記回路基板及び前記保持部材を固定するベース部材と、を備え、前記保持部材から露出して配置された固定部材で前記光学部材を前記回路基板に固定するものである。
【０００７】
また、本発明は、前記保持部材は、前記光学部材が挿通される開口部を有するものである。
【０００８】
また、本発明は、前記光学部材は、前記回路基板の側端面よりも突出する突出部を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
光学部材を固定する固定部材を保持部材から露出して配置したことにより、光学部材の位置調整が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態を示す概観図。
【図２】同上実施形態を示す断面図。
【図３】同上実施形態を示す断面図。
【図４】同上実施形態を示す光源部の断面図。
【図５】同上実施形態を示すレンズ部材の正面図。
【図６】同上実施形態を示すレンズ部材の正面図。
【図７】本発明の他の実施形態を示す断面図。
【図８】本発明の第二実施形態を示すレンズ部材の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付の図面に基づいて、本発明をヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。図１乃至図６は、第一実施形態を示すものである。
【００１２】
ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボード１に設けられた表示装置２が投射する表示光Ｌをフロントガラス３によって車両運転者４側に反射させ、虚像Ｖを表示するものである。車両運転者４は、虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。表示装置２は、第１ユニットＡ及び第２ユニットＢを備えている。
【００１３】
第１ユニットＡは、プロジェクタ１０，平面鏡２１，透過型スクリーン２６，ヒートシンク３１，ハウジング４１等から構成されている。第２ユニットＢは、反射器５０，６０，ハウジング７１等から構成されている。
【００１４】
プロジェクタ１０は、フィールドシーケンシャル方式によって、透過型スクリーン２６に画像を表示させるものである。プロジェクタ１０は、光源部１１，ミラー部１２，プリズム１３，ＤＭＤ１４，投射レンズ部材１５を有しており、ヒートシンク３１に固定されている。
【００１５】
プロジェクタ１０の光源部１１は、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃ，レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，反射ミラー１１ｇ，ダイクロイックミラー１１ｈ，１１ｉ，回路基板１１ｋを有するものである。レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，反射ミラー１１ｇ，ダイクロイックミラー１１ｈ，１１ｉは、フレーム部材１１ｍの保持部１１ｖで保持されている。
【００１６】
青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃは、トップビュー型ＬＥＤからなるものであり、夫々、青色光Ｂ，赤色光Ｒ，緑色光Ｇを発するものである。青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃは回路基板１１ｋに搭載されている。青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃが搭載された回路基板１１ｋは、図示しないボルトによってヒートシンク３１に固定されている。回路基板１１ｋはヒートシンク３１に当接しており、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃが発した熱は、回路基板１１ｋを介して、ヒートシンク３１によって放散される。
【００１７】
レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆは、夫々、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃが発した青色光Ｂ，赤色光Ｒ，緑色光Ｇを集光させる。反射ミラー１１ｇは、青色発光ダイオード１１ａが発してレンズ部材１１ｄで集光された青色光Ｂを反射させる。ダイクロイックミラー１１ｈは、赤色発光ダイオード１１ｂが発してレンズ部材１１ｅで集光された赤色光Ｒを反射させると共に、反射ミラー１１ｇで反射された青色光Ｂを透過させる。ダイクロイックミラー１１ｉは、緑色発光ダイオード１１ｃが発してレンズ部材１１ｆで集光された緑色光Ｇを反射させると共に、反射ミラー１１ｈで透過または反射された青色光Ｂ，赤色光Ｒを透過させる。
【００１８】
フレーム部材１１ｍは、突起からなる位置決め部１１ｐを有している。フレーム部材１１の位置決め部１１ｐをヒートシンク３１の凹部に嵌め入れることにより、フレーム部材１１がヒートシンク３１に位置決めされる。また、フレーム部材１１ｍには孔部１１ｔが形成されている。フレーム部材１１ｍの孔部１１ｔにボルト１１ｓが挿通され、ボルト１１ｓがヒートシンク３１に螺着されることにより、フレーム部材１１ｍがヒートシンク３１に固定される。
【００１９】
表示器１９は、ミラー部１２，プリズム１３，ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）１４，投射レンズ部材１５をケース体１８に収容したものである。表示器１９は、光源部１１とは直接的には接触していない。プリズム１３は、ミラー部１２からの光を透過させてＤＭＤ１４に照射させる。ＤＭＤ１４は、多数の微小な鏡面を平面に配列した反射型表示素子であり、表示光Ｌを生成する。表示光Ｌは、プリズム１３の傾斜面１３ａによって、投射レンズ部材１５に向けて反射される。投射レンズ部材１５は、表示光Ｌを拡大し、平面鏡２１に投射する。
【００２０】
投射レンズ部材１５は、１枚のレンズ部材で構成しても良いし、複数のレンズ部材で構成しても良い。透過型スクリーン２６を保持する保持部材２４は着脱自在になっており、表示器１９に投射レンズ部材２５を追加した場合は、透過型スクリーン２６の光軸上の位置を変更できるようになっている。（図７参照）
【００２１】
平面鏡２１は、支持部材２３に保持されており、プロジェクタ１０からの表示光Ｌを透過型スクリーン２６に反射させる。透過型スクリーン２６は支持部材２４に保持されており、プロジェクタ１０からの表示光Ｌが透過型スクリーン２６に結像される。ヒートシンク３１は、アルミニウム（Al）等の金属からなるものであり、複数の放熱フィン３１ａを有している。平面鏡２１及び透過型スクリーン２６は、保持部材２３，２４を介して、ヒートシンク３１に固定されている。ハウジング４１は、不透明な樹脂（例えばポリプロピレン）からなるものであり、プロジェクタ１０，平面鏡２１，透過型スクリーン２６等を収容する。ハウジング４１には、表示光Ｌが出射する窓部４１ａが形成されている。
【００２２】
反射器５０は、平面鏡５１及び支持部材５２を有している。平面鏡５１は、第１ユニットＡからの表示光Ｌを凹面鏡６１に反射させる。支持部材５２は、ハウジング７１に固定されており、平面鏡３５を保持する。反射器６０は、凹面鏡６１，ミラーホルダー６２，ステッピングモータ６３，支持部材６４を有している。凹面鏡６１は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面６１ａを形成したものである。反射面６１ａは凹面となっており、平面鏡５１にて反射された表示光Ｌが拡大されて虚像Ｖが表示される。凹面鏡６１はミラーホルダー６２に両面粘着テープにより接着されている。ミラーホルダー６２は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部６５及び軸部６６が一体に形成されている。
【００２３】
ステッピングモータ６３の回動軸には歯車６７が取付けられており、この歯車６７は、ミラーホルダー６２の歯車部６５と噛合されている。凹面鏡６１はミラーホルダー６２と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ６３により凹面鏡６１を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。車両運転者４は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように（即ち、虚像Ｖを視認できるように）凹面鏡６１の角度を調整する。
【００２４】
ハウジング７１は、不透明な樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、反射器５０，６０が収容される。ハウジング７１には遮光壁７１ａが設けられており、太陽光等の外光が透過型スクリーン２６に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁７１ａは平板形状になっており、ハウジング７１の上部から斜めに垂下するように形成されている。ハウジング７１の上面には、表示光Ｌが出射する開口部７１ｂが形成されており、この開口部７１ｂには、透光性カバー７２が貼着されている。透光性カバー７２は、ポリカーボネート等の透明樹脂からなるものであり、湾曲形状になっている。
【００２５】
次に、図５及び図６に基づいて、レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆについて詳述する。レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆは、夫々、凸レンズ１１１，凹部１１２，固定部１１３を有している。レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの凸レンズ１１１は、コリメータレンズとして作用するものであり、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃが発した青色光Ｂ，赤色光Ｒ，緑色光Ｇを集光させる。
【００２６】
レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの凸レンズ１１１の光軸は、夫々、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃの光軸に一致している。レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの凹部１１２には、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃが収容される。
【００２７】
レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの固定部１１３は、フレーム部材１１ｍの開口１１ｑに挿通されている。レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの固定部１１３には、ボルト１１４が貫通する孔部１１３ｂが形成されている。レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの孔部１１３ｂにボルト１１４が挿通され、ボルト１１４が回路基板１１ｋに螺着されることにより、レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆが回路基板１１ｋに固定される。レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの固定部１１３は、突出部１１３ａを有している。固定部１１３の突出部１１３ａは、回路基板１１ｋの側端面１１ｗよりも突出している。
【００２８】
図８は第二実施形態を示す図である。第二実施形態は、レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆが異なるだけであり、他の構成は第一実施形態と同様である。
【００２９】
レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆは、夫々、凸レンズ８１１，凹部８１２，固定部８１３を有している。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの凸レンズ８１１は、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃが発した青色光Ｂ，赤色光Ｒ，緑色光Ｇを集光させる。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの凸レンズ８１１の光軸は、夫々、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃの光軸に一致している。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの凹部８１２には、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃが収容される。
【００３０】
レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの固定部８１３は、フレーム部材１１ｍの開口１１ｑに挿通されている。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの固定部８１３には、ボルト１１４が貫通する孔部８１３ｂが形成されている。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの固定部８１３は、突出部８１３ａを有している。固定部８１３の突出部１１３ａは、回路基板１１ｋの側端面１１ｗよりも突出している。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの固定部８１３には、突起からなる位置決め部８１５が形成されている。
【００３１】
レンズ部材８２ｄ，８２ｅ，８２ｆは、夫々、凸レンズ８２１，凹部８２２，固定部８２３を有している。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの凸レンズ８２１は、レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの凸レンズ８１１と協働してコリメータレンズとして作用するものであり、レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの凸レンズ８１１で集光された青色光Ｂ，赤色光Ｒ，緑色光Ｇを更に集光させる。凸レンズ８２１の光軸は、凸レンズ８１１の光軸と一致している。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの凹部８１２には、凸レンズ８１１が収容される。
【００３２】
レンズ部材８２ｄ，８２ｅ，８２ｆの固定部８２３には、位置決め部８１５が挿通される孔部８２５が形成されている。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの位置決め部８１５がレンズ部材８２ｄ，８２ｅ，８２ｆの孔部８２５に挿通されることにより、レンズ部材８２ｄ，８２ｅ，８２ｆがレンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆに位置決めされる。レンズ部材８２ｄ，８２ｅ，８２ｆの固定部８２３は、フレーム部材１１ｍの開口１１ｑに挿通されている。
【００３３】
レンズ部材８２ｄ，８２ｅ，８２ｆの固定部８２３には、ボルト１１４が貫通する孔部８２３ｂが形成されている。レンズ部材８２ｄ，８２ｅ，８２ｆの孔部８２３ｂは、レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの孔部８１３ｂと同じ個所に形成され、孔部８１３ｂと同じ大きさになっている。レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの孔部８１３ｂとレンズ部材８２ｄ，８２ｅ，８２ｆの孔部８２３ｂとにボルト１１４が挿通され、ボルト１２４が回路基板１１ｋに螺着されることにより、レンズ部材８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆが回路基板１１ｋに固定される。
【００３４】
第一，第二実施形態では、レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆを固定するボルト１１４がフレーム部材１１ｍから露出して配置されており、回路基板１１ｋ及びフレーム部材１１ｍをヒートシンク３１に固定した状態であっても、ドライバＤによってボルト１１４を緩めることができるので、レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆの位置調整が容易にできる。なお、レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆの突出部１１３ａ，８１３ａを操作して、レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆの位置を微調整することが好ましいが、突出部１１３ａ，８１３ａは無くても良い。
【００３５】
なお、本発明は、各実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、各実施形態の固定部材はボルト１１４であったが、ビスであっても良い。また、回路基板１１ｋ及びフレーム部材１１ｍは、ヒートシンク３１に固定されているが、例えば、樹脂製のハウジングに固定しても良い。
【００３６】
また、レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆをヒートシンク３１に固定しても良いが、青色発光ダイオード１１ａ，赤色発光ダイオード１１ｂ，緑色発光ダイオード１１ｃの光軸に、レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆの光軸を合わせるには、レンズ部材１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８２ｄ，８２ｅ，８２ｆを回路基板１１ｋに固定することが望ましい。
【符号の説明】
【００３７】
１０      プロジェクタ
１１      光源部
１１ａ    青色発光ダイオード（発光素子）
１１ｂ    赤色発光ダイオード（発光素子）
１１ｃ    緑色発光ダイオード（発光素子）
１１ｄ    レンズ部材（光学部材）
１１ｅ    レンズ部材（光学部材）
１１ｆ    レンズ部材（光学部材）
１１ｇ    反射ミラー（反射部材）
１１ｈ    ダイクロイックミラー（反射部材）
１１ｉ    ダイクロイックミラー（反射部材）
１１ｋ    回路基板
１１ｍ    フレーム部材（保持部材）
１１ｑ    開口部
１１３ａ  突出部
１１４    ボルト（固定部材）
１４      ＤＭＤ
１９      表示器
２１      平面鏡
２６      透過型スクリーン
３１      ヒートシンク（ベース部材）
８１ｄ    レンズ部材（光学部材）
８１ｅ    レンズ部材（光学部材）
８１ｆ    レンズ部材（光学部材）
８１３ａ  突出部
８２ｄ    レンズ部材（光学部材）
８２ｅ    レンズ部材（光学部材）
８２ｆ    レンズ部材（光学部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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