(57)【要約】【課題】振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材に保持された光源に位置ずれが生じてしまうのを抑制することが可能なプロジェクタおよびヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】このヘッドアップディスプレイ装置（プロジェクタ）１００は、光源部１と、光源部１からの光を走査する光走査部２と、を備える。また、光源部１は、レーザ光源１０と、レーザ光源１０を保持するための保持部材２０と、保持部材２０に保持された光源を固定するための固定部材３０と、を含む。そして、ヘッドアップディスプレイ装置１００では、固定部材３０と保持部材２０とが溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
前記光源部からの光を走査する光走査部と、を備え、
前記光源部は、
光源と、
前記光源を保持するための保持部材と、
前記保持部材に保持された前記光源を固定するための固定部材と、を含み、
前記固定部材と前記保持部材とが溶着されることによって、前記光源が固定されている、プロジェクタ。
【請求項２】
前記固定部材と前記保持部材とが前記光源を挟み込んだ状態で、互いに溶着されることによって、前記光源が固定されている、請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記保持部材は、保持部材側係合部を有し、
前記固定部材は、前記保持部材側係合部と係合するための固定部材側係合部を有し、
前記保持部材側係合部と前記固定部材側係合部とが係合した状態で、前記固定部材と前記保持部材とが溶着されることによって、前記光源が固定されている、請求項１または２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記保持部材側係合部と前記固定部材側係合部とが係合した状態で、前記保持部材側係合部と前記固定部材側係合部とが溶着されることによって、前記光源が固定されている、請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記保持部材側係合部および前記固定部材側係合部の一方および他方は、それぞれ、凸状部および凹状部を含み、
前記凸状部が前記凹状部に挿入されて係合した状態で、前記固定部材と前記保持部材とが溶着されることによって、前記光源が固定されている、請求項３または４に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記凸状部が前記凹状部に挿入されて係合した状態で、前記凸状部の先端部と、前記先端部と対向する前記凹状部の底面とが離間している、請求項５に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記固定部材は、前記光源に対して前記保持部材とは反対側に配置され、前記光源を挟み込んだ状態で押えるための押え部と、前記押え部よりも前記光源側に突出する前記凸状部と、を有し、
前記保持部材は、前記凸状部と係合する前記凹状部を有し、
前記凸状部が前記凹状部に挿入されて係合した状態で、かつ、前記固定部材の押え部と前記保持部材とにより前記光源を挟み込んだ状態で、前記固定部材と前記保持部材とが溶着されることによって、前記光源が固定されている、請求項５または６に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
光源部と、
前記光源部からの光を走査する光走査部と、を備え、
前記光源部は、
光源と、
前記光源を保持するための保持部材と、
前記保持部材に保持された前記光源を固定するための固定部材と、を含み、
前記固定部材と前記保持部材とが溶着されることによって、前記光源が固定されている、ヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プロジェクタおよびヘッドアップディスプレイ装置に関し、特に、光源を備えるプロジェクタおよびヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源を備える光学装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、レーザ光源と、レーザ光源を保持するフレームとを備える光ヘッド装置が開示されている。この光ヘッド装置では、フレームは、レーザ光源が圧入される圧入部と、レーザ光源を圧入した状態で接着固定するための接着剤が充填される切欠き部とを有している。この光ヘッド装置では、レーザ光源は、フレームの圧入部に圧入された後、接着剤によりフレームに接着固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９２１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の光ヘッド装置では、レーザ光源が接着剤により接着固定されているため、たとえばレーザ光源からの熱により接着剤からアウトガスが発生する場合がある。この場合には、発生したアウトガスがレーザ光源に付着することに起因して、光ヘッド装置の光学性能が低下するという不都合がある。また、上記不都合を解消するために、接着剤により接着固定することなく、圧入部に圧入されることのみによりレーザ光源が固定（保持）される場合が考えられる。しかし、この場合には、外部からの振動、衝撃など、または、温度変化による圧入部の熱膨張などに起因して、圧入部によるレーザ光源を保持する力が低下してしまう場合がある。この場合には、圧入部に固定（保持）されたレーザ光源に位置ずれが生じてしまうという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、接着剤を用いずに光源を固定可能で、かつ、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材に保持された光源に位置ずれが生じてしまうのを抑制することが可能なプロジェクタおよびヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の局面によるプロジェクタは、光源部と、光源部からの光を走査する光走査部とを備え、光源部は、光源と、光源を保持するための保持部材と、保持部材に保持された光源を固定するための固定部材とを含み、固定部材と保持部材とが溶着されることによって、光源が固定されている。
【０００８】
この発明の第１の局面によるプロジェクタでは、上記のように、固定部材と保持部材とが溶着されることにより、光源が固定されている。これにより、光源を保持するための保持部材と、保持部材に保持された光源を固定するための固定部材とが溶着により一体化されるので、接着剤を用いずに光源を固定することができる。このため、溶着により保持部材と一体化された固定部材が、外部からの振動、衝撃および温度変化などに起因して保持部材に対して位置ずれしてしまうのを抑制することができる。これにより、保持部材と固定部材とにより光源を固定した状態を容易に維持することができる。これらの結果、接着剤を用いずに光源を固定可能で、かつ、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材に保持された光源に位置ずれが生じてしまうのを抑制することができる。
【０００９】
上記第１の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、固定部材と保持部材とが光源を挟み込んだ状態で、互いに溶着されることによって、光源が固定されている。このように構成すれば、固定部材と保持部材とにより光源を挟み込む分、光源を強固に固定することができる。したがって、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材に保持された光源に位置ずれが生じてしまうのをより確実に抑制することができる。
【００１０】
上記第１の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、保持部材は、保持部材側係合部を有し、固定部材は、保持部材側係合部と係合するための固定部材側係合部を有し、保持部材側係合部と固定部材側係合部とが係合した状態で、固定部材と保持部材とが溶着されることによって、光源が固定されている。このように構成すれば、保持部材と固定部材とが溶着される際に、保持部材と固定部材とを係合させて互いの位置を溶着される際の位置に容易に配置および仮固定することができるので、保持部材と固定部材とを確実に溶着することができる。その結果、不十分な溶着によって固定部材により光源が十分に固定されないことに起因して、保持部材に保持された光源に位置ずれが生じてしまうのも抑制することができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、保持部材側係合部と固定部材側係合部とが係合した状態で、保持部材側係合部と固定部材側係合部とが溶着されることによって、光源が固定されている。このように構成すれば、係合のための保持部材側係合部と固定部材側係合部とが溶着されるので、保持部材側係合部および固定部材側係合部以外に溶着のための溶着部を設ける必要がない。したがって、保持部材と固定部材とを簡素な構成とすることができる。
【００１２】
上記保持部材側係合部と固定部材側係合部とが係合する構成において、好ましくは、保持部材側係合部および固定部材側係合部の一方および他方は、それぞれ、凸状部および凹状部を含み、凸状部が凹状部に挿入されて係合した状態で、固定部材と保持部材とが溶着されることによって、光源が固定されている。このように構成すれば、保持部材側係合部と固定部材側係合部の係合とを、凹凸形状の係合という簡素な構成とすることができるので、保持部材と固定部材とをより簡素な構成とすることができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、凸状部が凹状部に挿入されて係合した状態で、凸状部の先端部と、先端部と対向する凹状部の底面とが離間している。このように構成すれば、凸状部と凹状部とを係合させる際に、凸状部の先端部と凹状部の底面とが接触することがないので、凸状部を凹状部に係合させるための係合位置まで、確実に、凸状部を挿入することができる。これにより、凸状部および凹状部が互いに係合した状態で溶着により光源が固定された場合に、光源が凸状部および凹状部の係合方向に位置ずれするのを抑制することができる。
【００１４】
上記保持部材側係合部および固定部材側係合部の一方および他方がそれぞれ凸状部および凹状部を含む構成において、好ましくは、固定部材は、光源に対して保持部材とは反対側に配置され、光源を挟み込んだ状態で押えるための押え部と、押え部よりも光源側に突出する凸状部と、を有し、保持部材は、凸状部と係合する凹状部を有し、凸状部が凹状部に挿入されて係合した状態で、かつ、固定部材の押え部と保持部材とにより光源を挟み込んだ状態で、固定部材と保持部材とが溶着されることによって、光源が固定されている。このように構成すれば、固定部材の押え部と保持部材とにより光源を挟み込む分、光源を強固に固定することができるとともに、光源を強固に固定した状態で、保持部材の凹状部と固定部材の凸状部とを係合させることができる。その結果、保持部材と固定部材とにより光源を強固に固定した状態で、保持部材と固定部材とを溶着することができるので、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材に保持された光源に位置ずれが生じてしまうのをさらに確実に抑制することができる。
【００１５】
この発明の第２の局面によるヘッドアップディスプレイ装置は、光源部と、光源部からの光を走査する光走査部とを備え、光源部は、光源と、光源を保持するための保持部材と、保持部材に保持された光源を固定するための固定部材とを含み、固定部材と保持部材とが溶着されることによって、光源が固定されている。
【００１６】
この発明の第２の局面によるヘッドアップディスプレイ装置では、固定部材と保持部材とが溶着されることによって、光源が固定されている。これにより、第２の局面のヘッドアップディスプレイ装置においても、接着剤を用いずに光源を固定可能で、かつ、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材に保持された光源に位置ずれが生じてしまうのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記のように、接着剤を用いずに光源を固定可能で、かつ、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材に保持された光源に位置ずれが生じてしまうのを抑制することが可能なプロジェクタおよびヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１〜第３実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の使用形態の一例を説明するための図である。
【図２】本発明の第１〜第３実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の全体構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の光源部を示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の保持部材と固定部材とにより固定されたレーザ光源を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の固定部材、レーザ光源および保持部材を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の固定部材を示す平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置のレーザ光源を示す平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の保持部材を示す平面図である。
【図９】図４の５００−５００線に沿った模式的な断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置のレーザ光源を固定する前の状態を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置のレーザ光源を固定した状態を説明するための図である。
【図１２】本発明の第２実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置のレーザ光源を固定した状態を説明するための図である。
【図１３】本発明の第３実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の固定部材、レーザ光源および保持部材を示す分解斜視図である。
【図１４】本発明の第３実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置のレーザ光源を固定した状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置１００の構成について説明する。なお、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、本発明の「プロジェクタ」の一例である。
【００２１】
本発明の第１実施形態によるＨＵＤ装置１００は、図１に示すように、自動車６００などの輸送用機器に搭載されるＨＵＤ装置である。
【００２２】
詳細には、ＨＵＤ装置１００は、カーナビゲーション情報および自動車６００の速度情報などの運転に関する情報を含む画像を形成する光を、フロントガラスなどのスクリーン６０１に投影（照射）するように構成されている。これにより、ユーザ（運転者）は、ＨＵＤ装置１００により投影されて、スクリーン６０１において反射された画像を形成する光を視認して、自動車６００の外側でスクリーン６０１の前方に画像の虚像を視認することが可能である。
【００２３】
次に、図２を参照して、ＨＵＤ装置１００の具体的な構成について説明する。
【００２４】
ＨＵＤ装置１００は、光源部１と、光走査部２と、表示制御部３とを備えている。
【００２５】
ここで、第１実施形態では、光源部１は、３つ（青（Ｂ）、赤（Ｒ）および緑（Ｇ））のレーザ光源１０（１０ａ、１０ｂおよび１０ｃ）と、３つのレーザ光源１０をそれぞれ保持するための樹脂製の３つの保持部材２０と、３つの保持部材２０にそれぞれ保持された３つのレーザ光源１０をそれぞれ固定するための樹脂製の３つの固定部材３０とを含んでいる。また、このＨＵＤ装置１００では、固定部材３０と保持部材２０とが超音波溶着されることによって、レーザ光源１０が保持部材２０に固定されている。なお、レーザ光源１０は、本発明の「光源」の一例である。この固定部材３０と保持部材２０とによるレーザ光源１０の固定の詳細については、後述する。
【００２６】
また、光源部１は、光学部４０を含んでいる。光学部４０は、３つ（青（Ｂ）、赤（Ｒ）および緑（Ｇ））のレーザ光を合成して各々のレーザ光の光軸を揃えるための３つのプリズム４１ａ、４１ｂおよび４１ｃと、プリズム４１ａ、４１ｂおよび４１ｃからのレーザ光を集光するためのレンズ４２とを有する。
【００２７】
光源部１では、レーザ光源１０ａは、青色のレーザ光を３つのプリズム４１ａ、４１ｂおよび４１ｃおよびレンズ４２を通過させて光走査部２に照射するように構成されている。また、レーザ光源１０ｂは、赤色のレーザ光をプリズム４１ｂ、４１ｃおよびレンズ４２を通過させて光走査部２に照射するように構成されている。また、レーザ光源１０ｃは、緑色のレーザ光をプリズム４１ｃおよびレンズ４２を通過させて光走査部２に照射するように構成されている。
【００２８】
光走査部２は、レーザ光源１０からの光を水平走査方向に走査するための水平光走査部２ａと、レーザ光源１０からの光を垂直走査方向に走査するための垂直光走査部２ｂとを含んでいる。水平光走査部２ａおよび垂直光走査部２ｂは、それぞれ、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーにより構成されている。
【００２９】
光走査部２では、水平光走査部２ａは、レーザ光源１０からの光をＭＥＭＳミラーにより反射させて、垂直光走査部２ｂを介して、自動車６００（図１参照）のスクリーン６０１に対して水平走査方向に走査するように構成されている。また、垂直光走査部２ｂは、水平光走査部２ａにおいて反射された光をＭＥＭＳミラーにより反射させて、自動車６００のスクリーン６０１に対して垂直走査方向に走査するように構成されている。これにより、光走査部２は、レーザ光源１０からの光をスクリーン６０１に対して、水平走査方向および垂直走査方向に走査するように構成されている。その結果、画像を形成する光が、スクリーン６０１に投影（照射）される。
【００３０】
表示制御部３は、外部から入力される映像信号に基づいて、映像の投影を制御するように構成されている。具体的には、表示制御部３は、外部から入力される映像信号に基づいて、光走査部２（２ａおよび２ｂ）の駆動を制御するとともに、レーザ光源１０（１０ａ、１０ｂおよび１０ｃ）によるレーザ光の照射を制御するように構成されている。これにより、表示制御部３は、光走査部２およびレーザ光源１０を制御して、スクリーン６０１に対して画像を投影する制御を行うように構成されている。
【００３１】
次に、図３〜図９を参照して、固定部材３０と保持部材２０とによるレーザ光源１０の固定の詳細について、具体的な構成に基づいて説明する。その後、図１０および図１１を参照して、固定部材３０と保持部材２０とによるレーザ光源１０の固定の方法について説明する。なお、それぞれ３つずつ設けられるレーザ光源１０、保持部材２０および固定部材３０では、レーザ光源１０から出射されるレーザ光の色が異なる以外は、略同一の構成であるので、以下の説明では特に３つを区別することなく記載する。
【００３２】
光源部１では、図３に示すように、固定部材３０と保持部材２０とにより固定されたレーザ光源１０（１０ａ、１０ｂおよび１０ｃ）は、光源部１のハウジング（筐体）５０に取り付けられるように構成されている。また、固定部材３０と保持部材２０とにより固定されたレーザ光源１０は、光源部１のハウジング５０（筐体）に取り付けられた状態で、光学部４０にレーザ光を照射するように構成されている。光源部１では、光学部４０を通過したレーザ光は、ハウジング５０の開口部５１から出射されて、光走査部２（図２参照）に照射される。以下、レーザ光源１０、保持部材２０および固定部材３０の構成について説明する。
【００３３】
レーザ光源１０は、図４、図５および図７に示すように、レーザ光を出射するための発光部１１と、発光部１１を支持するためのステム１２と、レーザ光源１０に電力を供給するための３つの端子部１３を有している。また、発光部１１、ステム１２および端子部１３は、それぞれ、金属材料により形成されている。
【００３４】
発光部１１は、ステム１２の下端面１２ａからＺ２方向側に向かって延びるとともに、直径Ｒ３を有する略円柱形状に形成されている。また、発光部１１には、ステム１２とは反対側（Ｚ２方向側）の端部に、図示しない出射窓が設けられている。発光部１１から出射されるレーザ光は、図示しない出射窓を介して、光学部４０（図３参照）に照射される。
【００３５】
ステム１２は、Ｚ方向に延びるとともに、発光部１１の直径Ｒ３よりも大きい直径Ｒ２を有する略円柱形状に形成されている。また、ステム１２には、略円柱形状の径方向の外周縁において、Ｚ方向に延びる２つの溝部１２ｂおよび１２ｃが設けられている。なお、溝部１２ｂは断面Ｖ字形状に形成され、溝部１２ｃは断面矩形形状に形成されている。
【００３６】
３つの端子部１３は、ステム１２の上端面１２ｄからＺ１方向側に向かって延びるように形成されている。レーザ光源１０では、図示しない電源から端子部１３に電力が供給されることによって、発光部１１からレーザ光が出射される。
【００３７】
保持部材２０は、図４、図５および図８に示すように、圧入部２１と、開口部２２と、受け面部２３と、３つの凹状部２４と、突起部２５ａおよび２５ｂとを有している。
【００３８】
圧入部２１は、レーザ光源１０のステム１２が圧入されて、レーザ光源１０を保持するように構成されている。圧入部２１は、平面視で（Ｚ１方向側から見て）略円状に形成されている。また、略円状の圧入部２１は、レーザ光源１０のステム１２の直径Ｒ２よりも圧入可能な程度に若干小さい直径Ｒ４を有している。また、圧入部２１は、保持部材２０の上端面２０ａから受け面部２３まで、Ｚ２方向側に向かってくぼむように形成されている。
【００３９】
開口部２２は、圧入部２１に圧入されたレーザ光源１０の発光部１１を収納するように構成されている。開口部２２は、平面視で略円状に形成されている。また、略円状の開口部２２は、レーザ光源１０の発光部１１の直径Ｒ３よりも十分に大きく、かつ、圧入部２１の直径Ｒ４よりも小さい直径Ｒ５を有している。また、開口部２２は、受け面部２３から保持部材２０の下端面２０ｂまで、Ｚ２方向側に向かって貫通するように形成されている。
【００４０】
受け面部２３は、圧入部２１に圧入されたレーザ光源１０のＺ２方向側の位置を決めるように構成されている。受け面部２３は、圧入部２１のＺ２方向側の端部から開口部２２のＺ１方向側の端部まで延びるように形成されている。また、受け面部２３は、図９に示すように、レーザ光源１０のステム１２が圧入部２１に圧入された際に、ステム１２の下端面１２ａと当接することによって、レーザ光源１０のＺ２方向側の位置決めが行われるように構成されている。
【００４１】
凹状部２４は、固定部材３０の後述する凸状部３２と係合するように構成されている。凹状部２４は、平面視で略円状の圧入部２１の径方向の内周縁において、所定の間隔（約１２０度の角度間隔）で３つ設けられている。また、３つの凹状部２４は、それぞれ、平面視で略円状の圧入部２１の内周縁において、径方向の外側に向かってくぼむとともに、径方向とは交差する方向に幅Ｗ２（図８参照）を有するように形成されている。また、凹状部２４の底面２４ａは、受け面部２３の面と略同じ高さ位置（Ｚ方向の位置）において、受け面部２３と連続するように形成されている。なお、凹状部２４は、本発明の「保持部材側係合部」の一例である。
【００４２】
突起部２５ａおよび２５ｂは、ステム１２の溝部１２ｂおよび１２ｃとそれぞれ係合するように構成されている。突起部２５ａおよび２５ｂは、それぞれ、平面視で略円状の圧入部２１の内周縁において、径方向の内側に向かって突出するように形成されている。また、突起部２５ａは断面Ｖ字形状に形成され、突起部２５ｂは断面矩形形状に形成されている。すなわち、突起部２５ａおよび２５ｂは、レーザ光源１０のステム１２が圧入部２１に圧入される際に、それぞれ、ステム１２の溝部１２ｂおよび１２ｃと係合することによって、レーザ光源１０の回転（Ｚ方向に延びる回転軸線周りの回転）を規制するように構成されている。
【００４３】
固定部材３０は、図４〜図６に示すように、環状に形成された環状部３１と、保持部材２０の３つの凹状部２４と係合するための３つの凸状部３２とを有している。
【００４４】
環状部３１は、円環状に形成されている。また、環状部３１は、レーザ光源１０のステム１２の直径Ｒ２よりも小さい内径（内側の円の直径）Ｒ１を有している。また、環状部３１の下端面３１ａは、レーザ光源１０のステム１２が圧入部２１に圧入された際に、レーザ光源１０のステム１２の上端面１２ｄと当接するとともに、レーザ光源１０を挟み込んだ状態でＺ１方向側から押えるように構成されている。すなわち、環状部３１の下端面３１ａは、図９に示すように、レーザ光源１０に対して保持部材２０の受け面部２３とは反対側（Ｚ１方向側）に配置されている。なお、環状部３１の下端面３１ａは、本発明の「押え部」の一例である。
【００４５】
凸状部３２は、環状部３１の径方向の内周縁において、凹状部２４と対応するように、所定の間隔（約１２０度の角度間隔）で３つ設けられている。また、３つの凸状部３２は、環状部３１の内周縁において、径方向の外側に向かって若干くぼんだ位置に形成されている。これにより、３つの凸状部３２は、図９に示すように、ステム１２と干渉することなく、保持部材２０の凹状部２４と係合することが可能である。なお、凸状部３２は、本発明の「固定部材側係合部」の一例である。
【００４６】
また、３つの凸状部３２は、各々、環状部３１の下端面３１ａよりもレーザ光源１０側（Ｚ２方向側）に突出するように構成されている。また、３つの凸状部３２は、各々、凹状部２４の幅Ｗ２と対応する方向に幅Ｗ１（図６参照）を有するように形成されている。この際、幅Ｗ１は、凹状部２４の幅Ｗ２よりも圧入可能な程度に若干大きい。すなわち、３つの凸状部３２は、それぞれ、３つの凹状部２４に圧入（挿入）されて係合するように形成されている。
【００４７】
ここで、第１実施形態では、保持部材２０と固定部材３０とは、図９に示すように、凸状部３２が凹状部２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、受け面部２３と環状部３１の下端面３１ａとによりレーザ光源１０を挟み込むように構成されている。そして、ＨＵＤ装置１００の光源部１では、凸状部３２が凹状部２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、かつ、受け面部２３と環状部３１の下端面３１ａとにより金属製のレーザ光源１０を挟み込んだ状態で、樹脂製の固定部材３０と樹脂製の保持部材２０とが超音波溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。
【００４８】
具体的には、第１実施形態のＨＵＤ装置１００では、凸状部３２が凹状部２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、凸状部３２と凹状部２４との当接する領域（溶着領域）が超音波溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。より具体的には、ＨＵＤ装置１００では、互いに当接する凸状部３２の外側面３２ａおよび側面３２ｂと、凹状部２４の底面２４ａに沿って立ち上がる内側面２４ｂとが超音波溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。
【００４９】
また、第１実施形態のＨＵＤ装置１００では、図９に示すように、凸状部３２が凹状部２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、凸状部３２の先端部３２ｃと、先端部３２ｃと対向する凹状部２４の底面２４ａとが離間している。また、ＨＵＤ装置１００では、凸状部３２が凹状部２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、内側面３２ｄがステム１２の外側面１２ｅと当接している。
【００５０】
次に、図１０および図１１を参照して、固定部材３０と保持部材２０とによるレーザ光源１０の固定の方法について説明する。
【００５１】
図１０では、レーザ光源１０を固定する前の状態を示している。レーザ光源１０を固定する前の状態では、レーザ光源１０が保持部材２０の圧入部２１上に配置されているとともに、レーザ光源１０のステム１２上（上端面１２ｄ上）に固定部材３０が配置されている。この際、レーザ光源１０の溝部１２ｂおよび１２ｃの位置と、保持部材２０の突起部２５ａおよび２５ｂとの位置とがそれぞれ対応するように、レーザ光源１０が保持部材２０の圧入部２１上に配置される。また、圧入部２１の直径Ｒ４がレーザ光源１０のステム１２の直径Ｒ２よりも圧入可能な程度に若干小さいので、圧入部２１上にレーザ光源１０が載置される。また、開口部２２の直径Ｒ５がレーザ光源１０の発光部１１の直径Ｒ３よりも十分に大きいので、開口部２２の内側の空間に発光部１１が配置される。
【００５２】
また、固定部材３０の環状部３１の内径Ｒ１がレーザ光源１０のステム１２の直径Ｒ２よりも小さいので、環状部３１の下端面３１ａのうち内側の一部がステム１２の上端面１２ｄの対応する領域と当接して、ステム１２上に固定部材３０が載置される。
【００５３】
そして、図１０の状態で、超音波溶着機９０の超音波ホーン９１により、固定部材３０の上端面が圧入方向に押圧される。これにより、レーザ光源１０のステム１２が保持部材２０の圧入部２１に圧入されて保持されるとともに、固定部材３０の凸状部３２が保持部材２０の凹状部２４に圧入されて係合される。
【００５４】
図１１では、レーザ光源１０を固定した状態を示している。レーザ光源１０を固定した状態では、レーザ光源１０のステム１２の下端面１２ａが保持部材２０の受け面部２３と当接してＺ２方向に位置決めされているとともに、レーザ光源１０のステム１２の上端面１２ｄが固定部材３０の環状部３１の下端面３１ａによりＺ１方向側から押えられている。これにより、凸状部３２が凹状部２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、かつ、受け面部２３と環状部３１の下端面３１ａとにより金属製のレーザ光源１０を挟み込んだ状態となる。この際、凸状部３２の先端部３２ｃと、先端部３２ｃと対向する凹状部２４の底面２４ａとは、離間している。
【００５５】
そして、図１１の状態で、超音波溶着機９０の超音波ホーン９１からの超音波により、凸状部３２と凹状部２４の当接する領域（溶着領域）が溶融される。その結果、凸状部３２と凹状部２４とが超音波溶着されて、レーザ光源１０が固定される。
【００５６】
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５７】
第１実施形態では、上記のように、固定部材３０と保持部材２０とが溶着されることにより、レーザ光源１０が固定されている。これにより、レーザ光源１０を保持するための保持部材２０と、保持部材２０に保持されたレーザ光源１０を固定するための固定部材３０とが溶着により一体化されるので、接着剤を用いずにレーザ光源１０を固定することができる。このため、溶着により保持部材２０と一体化された固定部材３０が外部からの振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材２０に対して位置ずれしてしまうのを抑制することができる。これにより、保持部材２０と固定部材３０とによりレーザ光源１０を固定した状態を容易に維持することができる。これらの結果、接着剤を用いずにレーザ光源１０を固定可能で、かつ、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材２０に保持されたレーザ光源１０に位置ずれが生じてしまうのを抑制することができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、上記のように、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置１００の光源部１では、固定部材３０と保持部材２０とがレーザ光源１０を挟み込んだ状態で、互いに溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。これにより、固定部材３０と保持部材２０とによりレーザ光源１０を挟み込む分、レーザ光源１０を強固に固定することができる。したがって、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材２０に保持されたレーザ光源１０に位置ずれが生じてしまうのをより確実に抑制することができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、上記のように、ＨＵＤ装置１００では、凹状部２４と凸状部３２とが係合した状態で、固定部材３０と保持部材２０とが溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。これにより、保持部材２０と固定部材３０とが溶着される際に、保持部材２０と固定部材３０とを係合させて互いの位置を溶着される際の位置に容易に配置および仮固定することができるので、保持部材２０と固定部材３０とを確実に溶着することができる。その結果、不十分な溶着に固定部材３０によりレーザ光源１０が十分に固定されないことに起因して、保持部材２０に保持されたレーザ光源１０に位置ずれが生じてしまうのも抑制することができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、上記のように、ＨＵＤ装置１００では、凹状部２４と凸状部３２とが係合した状態で、凹状部２４と凸状部３２とが溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。これにより、係合のための凹状部２４と凸状部３２とが溶着されるので、凹状部２４および凸状部３２以外に溶着のための溶着部を設ける必要がない。したがって、保持部材２０と固定部材３０とを簡素な構成とすることができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、上記のように、ＨＵＤ装置１００では、凸状部３２が凹状部２４に挿入されて係合した状態で、固定部材３０と保持部材２０とが溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。これにより、凹状部２４と凸状部３２との係合を、凹凸形状の係合という簡素な構成とすることができるので、保持部材２０と固定部材３０とをより簡素な構成とすることができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、上記のように、ＨＵＤ装置１００では、凸状部３２が凹状部２４に挿入されて係合した状態で、凸状部３２の先端部３２ｃと、先端部３２ｃと対向する凹状部２４の底面２４ａとが離間している。これにより、凸状部３２と凹状部２４とを係合させる際に、凸状部３２の先端部３２ｃと凹状部２４の底面２４ａとが接触することがないので、凸状部３２を凹状部２４に係合させるための係合位置まで、確実に、凸状部３２を挿入することができる。これにより、凸状部３２および凹状部２４が互いに係合した状態で溶着によりレーザ光源１０が固定された場合に、レーザ光源１０が凸状部３２および凹状部２４の係合方向（Ｚ方向）に位置ずれするのを抑制することができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記のように、ＨＵＤ装置１００では、凸状部３２が凹状部２４に挿入されて係合した状態で、かつ、固定部材３０の環状部３１の下端面３１ａと保持部材２０の受け面部２３とによりレーザ光源１０を挟み込んだ状態で、固定部材３０と保持部材２０とが溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。これにより、固定部材３０の環状部３１の下端面３１ａと保持部材２０の受け面部２３とによりレーザ光源１０を挟み込む分、レーザ光源１０を強固に固定することができるとともに、レーザ光源１０を強固に固定した状態で、保持部材２０の凹状部２４と固定部材３０の凸状部３２とを係合させることができる。その結果、保持部材２０と固定部材３０とによりレーザ光源１０を強固に固定した状態で、保持部材２０と固定部材３０とを溶着することができるので、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材２０に保持されたレーザ光源１０に位置ずれが生じてしまうのをさらに確実に抑制することができる。
【００６４】
（第２実施形態）
次に、図１、図２および図１２を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、保持部材１２０の凹状部１２４とおよび固定部材１３０の凸状部１３２が圧入（挿入）方向側に向かって徐々に内側に向かうように形成されている例について説明する。なお、凹状部１２４および凸状部１３２は、それぞれ、本発明の「保持部材側係合部」および「固定部材側係合部」の一例である。
【００６５】
本発明の第２実施形態によるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置２００の光源部１０１は、図１および図２に示すように、レーザ光源１０と、レーザ光源１０を保持するための樹脂製の保持部材１２０と、保持部材１２０に保持されたレーザ光源１０を固定するための樹脂製の固定部材１３０とを備えている。そして、このＨＵＤ装置２００では、上記第１実施形態と同様に、固定部材１３０と保持部材１２０とが超音波溶着されることによって、レーザ光源１０が保持部材１２０に固定されている。なお、レーザ光源１０は、上記第１実施形態と同様に、３つ（青（Ｂ）、赤（Ｒ）および緑（Ｇ））設けられているとともに、保持部材１２０と、固定部材１３０とも、レーザ光源１０に対応して３つずつ設けられている。また、上記第１実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。また、ヘッドアップディスプレイ装置２００は、本発明の「プロジェクタ」の一例である。
【００６６】
第２実施形態では、保持部材１２０は、図１２に示すように、２つの凹状部１２４を有している。２つの凹状部１２４は、所定の間隔（約１８０度の角度間隔）を有する位置において対向するように設けられている。また、２つの凹状部１２４は、それぞれ、固定部材１３０の後述する２つの凸状部１３２が圧入（挿入）されて係合するように形成されている。また、２つの凹状部１２４の内側面１２４ｂは、それぞれ、固定部材１３０の凸状部１３２が圧入（挿入）される圧入（挿入）方向側に向かって徐々に内側（レーザ光源１０側）に向かうように形成されている。
【００６７】
また、第２実施形態では、固定部材１３０は、図１２に示すように、２つの凸状部１３２を有している。２つの凸状部１３２は、環状部３１の内側の円の径方向の外周縁において、凹状部１２４と対応するように、所定の間隔（約１８０度の角度間隔）を有する位置において対向するように設けられている。また、２つの凸状部１３２は、それぞれ、２つの凹状部１２４に圧入（挿入）されて係合するように形成されている。具体的には、２つの凸状部１３２は、各々、圧入（挿入）方向側に向かって徐々に内側（レーザ光源１０側）に向かうように形成されている。
【００６８】
また、ＨＵＤ装置２００では、上記第１実施形態と同様に、凸状部１３２が凹状部１２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、凸状部１３２の先端部１３２ｃと、先端部１３２ｃと対向する凹状部１２４の底面１２４ａとが離間している。また、ＨＵＤ装置２００では、凸状部１３２が凹状部１２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、先端部１３２ｃがステム１２の外側面１２ｅと当接している。
【００６９】
そして、このＨＵＤ装置２００では、凸状部１３４が凹状部１２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、凸状部１３４と凹状部１２４との当接する領域（溶着領域）が超音波溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。
【００７０】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００７１】
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７２】
第２実施形態では、上記のように、固定部材１３０と保持部材１２０とが溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されることにより、上記第１実施形態と同様に、接着剤を用いずにレーザ光源１０を固定可能で、かつ、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材１２０に保持されたレーザ光源１０に位置ずれが生じてしまうのを抑制することができる。
【００７３】
また、第２実施形態では、上記のように、保持部材１２０の凹状部１２４および固定部材１３０の凸状部１３２を、各々、圧入（挿入）方向側に向かって徐々に内側（レーザ光源１０側）に向かうように形成する。そして、凹状部１２４に圧入（挿入）されて係合するように凸状部１３４を形成する。そして、凸状部１３２が凹状部１２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、先端部１３２ｃがステム１２の外側面１２ｅと当接するように凸状部１３２を形成する。これにより、固定部材１２０と保持部材１３０とが超音波溶着される際に、溶融された凸状部１３２をレーザ光源１０のステム１２側に向かって滑らせることができるので、レーザ光源１０をより強固に固定することができる。
【００７４】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７５】
（第３実施形態）
次に、図１、図２、図１３および図１４を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第１および第２実施形態とは異なり、保持部材２２０の凹状部２２４および固定部材２３０の凸状部２３２が略周状に形成されている例について説明する。なお、凹状部２２４および凸状部２３２は、それぞれ、本発明の「保持部材側係合部」および「固定部材側係合部」の一例である。
【００７６】
本発明の第３実施形態によるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置３００の光源部２０１は、図１および図２に示すように、レーザ光源１０と、レーザ光源１０を保持するための樹脂製の保持部材２２０と、保持部材２２０に保持されたレーザ光源１０を固定するための樹脂製の固定部材２３０とを備えている。そして、このＨＵＤ装置３００では、上記第１実施形態と同様に、固定部材２３０と保持部材２２０とが超音波溶着されることによって、レーザ光源１０が保持部材２２０に固定されている。なお、レーザ光源１０は、上記第１および第２実施形態と同様に、３つ（青（Ｂ）、赤（Ｒ）および緑（Ｇ））設けられているとともに、保持部材２２０と、固定部材２３０とも、レーザ光源１０に対応して３つずつ設けられている。また、上記第１および第２実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。また、ヘッドアップディスプレイ装置３００は、本発明の「プロジェクタ」の一例である。
【００７７】
第３実施形態では、保持部材２２０は、図１３および図１４に示すように、平面視で略円状を有するとともに、略周状の凹状部２２４を有している。また、保持部材２２０は、平面視で略円状の凹状部２２４の外周縁において、径方向の内側に向かって突出するとともに、レーザ光源１０の溝部１２ｂおよび１２ｃと係合するための２つの突起部２２５ａおよび２２５ｂを有している。
【００７８】
また、第３実施形態では、固定部材２３０は、図１３および図１４に示すように、平面視で略円状を有するとともに、周状の凸状部２３２を有している。また、固定部材２３０は、平面視で略円状の凸状部２３２の内周縁において、径方向の内側に向かってくぼむとともに、保持部材２２０の突起部２２５ａおよび２２５ｂと係合するための２つの溝部２３３ａおよび２３３ｂを有している。
【００７９】
また、第３実施形態では、固定部材２３０の凸状部２３２は、レーザ光源１０の溝部１２ｂおよび１２ｃと、保持部材２２０の突起部２２５ａおよび２２５ｂとが係合した状態で、レーザ光源１０のステム１２および保持部材２２０の凹状部２２４と係合するように形成されている。この際、固定部材２３０の凸状２３２は、レーザ光源１０のステム１２の外側面１２ｅと保持部材２２０の凹状部２２４の内側面２２４ｂとの間に圧入されることによって、係合されている。
【００８０】
また、ＨＵＤ装置３００では、凸状部２３２がステム１２の外側面１２ｅと凹状部２２４の内側面２２４ｂとの間に圧入（挿入）されて係合した状態で、凸状部２３２の先端部２３２ｃと、先端部２３２ｃと対向する凹状部２２４の底面２２４ａとが離間している。また、ＨＵＤ装置３００では、凸状部２３２がステム１２の外側面１２ｅと凹状部２２４の内側面２２４ｂとの間に圧入（挿入）されて係合した状態で、内側面２３２ｄがステム１２の外側面１２ｅと当接している。
【００８１】
そして、このＨＵＤ装置３００では、周状の凸状部２３２が周状の凹状部２２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、凸状部２３２と凹状部２２４との当接する領域（溶着領域）が超音波溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。
【００８２】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００８３】
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８４】
第３実施形態では、上記のように、固定部材２３０と保持部材２２０とが溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されることにより、上記第１実施形態と同様に、接着剤を用いずにレーザ光源１０を固定可能で、かつ、振動、衝撃および温度変化などに起因して、保持部材２２０に保持されたレーザ光源１０が位置ずれしてしまうのを抑制することができる。
【００８５】
また、第３実施形態では、上記のように、ＨＵＤ装置３００では、周状の凸状部２３２が周状の凹状部２２４に圧入（挿入）されて係合した状態で、凸状部２３２と凹状部２２４との当接する領域が超音波溶着されることによって、レーザ光源１０が固定されている。これにより、周状の凸状部２３２と周状の凹状部２２４とにより、当接する領域を広範囲にわたって確保することができるので、当接する領域（溶着領域）が広い分、保持部材２２０と固定部材２３０とをより強固に溶着させることができる。
【００８６】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８７】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８８】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置１００（２００、３００）としてのプロジェクタに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、ＨＵＤ装置としてのプロジェクタ以外のプロジェクタにも適用可能である。たとえば、ＰＣまたはテレビジョン装置などの外部機器からの映像を投影するプロジェクタに本発明を適用してもよい。
【００８９】
また、上記第１〜第３実施形態では、輸送用機器に搭載されるＨＵＤ装置１００（２００、３００）に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、輸送用機器に搭載されるＨＵＤ装置以外のＨＵＤ装置に適用可能である。なお、本発明のＨＵＤ装置（プロジェクタ）は、振動、衝撃などが加えられ易い輸送用機器に搭載される装置として特に好適である。
【００９０】
また、上記第１〜第３実施形態では、保持部材２０（１２０、２２０）と固定部材３０（１３０、２３０）とを、超音波溶着により溶着した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、保持部材と固定部材とを、超音波溶着以外の溶着方法により溶着してもよい。たとえば、保持部材と固定部材とを、振動溶着またはレーザ溶着により溶着してもよい。
【００９１】
また、上記第１実施形態では、保持部材２０により保持された状態で、レーザ光源１０がハウジング５０に取り付けられた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、レーザ光源を光源部のハウジングにより直接的に保持してもよい。この場合、ハウジングは、本発明の「保持部材」の一例である。
【００９２】
また、上記第１〜第３実施形態では、保持部材２０（１２０、２２０）と固定部材３０（１３０、２３０）とが、凹状部２４（２２４、３２４）と凸状部３２（１３２、２３２）との凹凸形状により係合した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、凹凸形状以外の形状により係合してもよい。
【００９３】
また、上記第１〜第３実施形態では、保持部材２０（１２０、２２０）と固定部材３０（１３０、２３０）とにおいて、係合部としての凹状部２４（２２４、３２４）と凸状部３２（１３２、２３２）とが超音波溶着により溶着された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、保持部材と固定部材とにおいて、係合部以外の部分が溶着されてもよい。たとえば、係合部以外に溶着のための溶着部を設けてもよい。
【００９４】
また、上記第１実施形態では、それぞれ３つの凹状部２４と凸状部３２とが、上記第２実施形態では、それぞれ２つの凹状部１２４と凸状部１３２とが、上記第３実施形態では、１つの凹状部２２４と凸状部２３２とが設けられた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、凹状部と凸状部とを、４つ以上設けてもよい。
【００９５】
また、上記第１〜第３実施形態では、凸状部３２（１３２、２３２）が凹状部２４（１２４、２２４）に圧入（挿入）されて係合した状態で、凸状部３２（１３２、２３２）の先端部３２ｃ（１３２ｃ、２３２ｃ）と、凹状部２４（１２４、２２４）の底面２４ａ（１２４ａ、２２４ａ）とが離間するように形成された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、凸状部が凹状部に圧入（挿入）されて係合した状態で、凸状部の先端部と、凹状部の底面とが当接するように形成してもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１、１０１、２０１  光源部
２  光走査部
１０  レーザ光源（光源）
２０、１２０、２２０  保持部材
２４、１２４、２２４  凹状部（保持部材側係合部）
２４ａ、１２４ａ、２２４ａ  底面
３０、１３０、２３０  固定部材
３１ａ  下端面（押え部）
３２、１３２、２３２  凸状部（固定部材側係合部）
１００、２００、３００  ヘッドアップディスプレイ装置（プロジェクタ）
【図１】
2015206865.tif 000003
【図２】
2015206865.tif 000004
【図３】
2015206865.tif 000005
【図４】
2015206865.tif 000006
【図５】
2015206865.tif 000007
【図６】
2015206865.tif 000008
【図７】
2015206865.tif 000009
【図８】
2015206865.tif 000010
【図９】
2015206865.tif 000011
【図１０】
2015206865.tif 000012
【図１１】
2015206865.tif 000013
【図１２】
2015206865.tif 000014
【図１３】
2015206865.tif 000015
【図１４】
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