レーザー光源装置
【課題】調整用ねじの先端部又はねじ受け部等の調整部の摩耗による位置調整精度の劣化を防止できると共に、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を同一方向から行えて作業性を改善できるレーザー光源装置の提供を目的としている。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るレーザー光源装置は、光軸調整ユニット３０のＸ軸調整部５３とＸステージ４２との間に、Ｘ軸調整部５３の調整動作に伴ってＹ軸方向に作動する昇降部材７０が介在されている。昇降部材７０は、Ｘステージ４２のカム部４２ｃと係合することにより、そのＹ軸方向の動きをＸステージ４２のＸ軸方向の動きへと変換する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るレーザー光源装置は、光軸調整ユニット３０のＸ軸調整部５３とＸステージ４２との間に、Ｘ軸調整部５３の調整動作に伴ってＹ軸方向に作動する昇降部材７０が介在されている。昇降部材７０は、Ｘステージ４２のカム部４２ｃと係合することにより、そのＹ軸方向の動きをＸステージ４２のＸ軸方向の動きへと変換する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光の光軸調整が可能なレーザー光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤色レーザー光、緑色レーザー光、青色レーザー光をそれぞれ出射する赤色レーザーデバイス、緑色レーザーデバイス、青色レーザーデバイスを備え、各色のレーザー光を結合して単一の光ビームを生成し、生成された単一の光ビームを、レーザー制御系を介してスクリーンに投射するレーザーディスプレイシステムがある（例えば、特許文献１参照）。このようなレーザーディスプレイシステムでは、レーザー光源装置においてレーザー光の光軸を微調整する光軸調整機構が必要となる。
【０００３】
従来、光軸を調整する際の作業性の改善を目的として、種々の光軸調整機構が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には、互いに直交するＸ軸及びＹ軸方向の光軸調整を可能にした液晶パネル支持機構において、Ｘ軸のねじ受け部を４５度傾斜面とし、Ｙ軸調整用のねじと同一方向にＸ軸調整用のねじを配置することが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−３００００９号公報
【特許文献２】特開平１０−１３３２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のレーザー光源装置に特許文献２に記載の光軸調整機構を適用すれば、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を、同一方向から行えるので作業性の改善を期待できるが、Ｘ軸調整用のねじ先端部を４５度傾斜面としたＸ軸のねじ受け部に直接押し当てた状態で回転させることとなるので、Ｘ軸調整用のねじ先端部又はねじ受け部が摩耗して位置調整精度が出せなくなる可能があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を同一方向から行えて作業性を改善できると共に、調整用ねじの先端部又はねじ受け部の摩耗による位置調整精度の劣化を防止できるレーザー光源装置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】
【０００６】
本発明のレーザー光源装置は、レーザー光を発する光源ユニットと、この光源ユニットから発せられるレーザー光の光軸を調整するための光軸調整ユニットとを備えるレーザー光源装置であって、前記光軸調整ユニットは、光路上に配置されたレンズを光軸に対する直交平面内において互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に位置調整するための調整機構を有し、前記調整機構は、Ｘ軸方向へ移動可能なＸ軸移動部と、このＸ軸移動部と一体的に移動すると共にＹ軸方向へ移動可能なＹ軸移動部と、前記Ｘ軸移動部をＸ軸方向に移動させて前記レンズのＸ軸方向の位置を調整するＸ軸調整手段と、前記Ｙ軸移動部をＹ軸方向に移動させて前記レンズのＹ軸方向の位置を調整するＹ軸調整手段とを有し、前記Ｘ軸調整手段は、前記Ｘ軸移動部において光軸に対する直交平面に形成されＹ軸方向に対して傾斜した傾斜カム溝と、この傾斜カム溝にＸ軸方向の移動を規制された状態で係合しＸ軸方向の調整動作に伴ってＹ軸方向に作動する作動要素とを有することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、Ｘ軸方向の移動を規制された状態で傾斜カム溝に係合した作動要素により、そのＹ軸方向の動きが前記Ｘ軸移動部のＸ軸方向の動きへと変換されるため、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を同一方向から行なうことが可能になり、作業性を改善できる。また、傾斜カム溝内を作動要素が移動することにより、移動時の負荷が直接的ではなく間接的に作用するため、摩耗による位置調整精度の劣化を効果的に防止できる。
【０００８】
また本発明は、上記レーザー光源装置において、前記Ｘ軸調整手段は、前記作動要素に形成されたＹ軸方向のねじ穴に螺合されるＸ軸調整用のねじ部材を含み、前記Ｙ軸調整手段は、前記Ｙ軸移動部に形成されたＹ軸方向のねじ穴に螺合されるＹ軸調整用のねじ部材を含み、前記Ｘ軸調整用及びＹ軸調整用のねじ部材のねじ頭が同一方向に表出していることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、Ｘ軸調整用及びＹ軸調整用のねじ部材を操作することでＸ軸及びＹ軸方向の調整が可能となり、レーザー光源装置を取り付け後において調整することができる。また、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を同一方向から行なうことが可能になり、作業性を改善できる。
【００１０】
また本発明は、上記レーザー光源装置において、前記作動要素をＹ軸方向に付勢する第１の付勢部材と、前記Ｘ軸移動部をＸ軸方向に付勢する第２の付勢部材とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、Ｘ軸移動部のＸ軸方向及びＹ軸方向の動きがガタつくことなくＸ軸調整手段による正確な調整を行なえ、調整後のガタつきを防止することもできる。
【００１２】
また本発明は、上記レーザー光源装置において、前記第１の付勢部材は、前記Ｘ軸移動部の傾斜カム溝形成面であってＸ軸方向の他方の端部の近傍に配置されたトーションばねからなり、前記第２の付勢部材は、前記Ｘ軸移動部におけるＸ軸方向の一方の端部の側面に配置されたコイルばねからなることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、第２の付勢部材のコイルばねがＸ軸移動部をＸ軸方向の一方の端部からＸ軸方向の他方の端部に向けて付勢することにより、傾斜カム溝を介してＸ軸移動部に作動要素からＹ軸方向へ押す力が加わるが、作動要素はＸ軸調整手段にて保持されているので、Ｘ軸移動部をＹ軸方向へ押す力が保持力となってガタつきを防止することができる。このとき、第１の付勢部材のトーションばねはＸ軸方向の他方の端部の近傍に配置されているので、第１の付勢部材からの付勢力は弱くなる。一方、Ｘ軸移動部がＸ軸方向の反対方向となる他方へ移動した場合には、第２の付勢部材のコイルばねが伸びて第２の付勢部材による上記保持力が弱くなるが、第１の付勢部材のトーションばねによる付勢力が増大することにより、傾斜カム溝を介してＸ軸移動部に作動要素からＹ軸方向へ押す力が加わる第１の付勢部材のトーションばねによる保持力が強くなり、ガタつきを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、調整用ねじの先端部又はねじ受け部等の調整部の摩耗による位置調整精度の劣化を防止できるレーザー光源装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１から図１０は本発明の一実施形態に係るレーザー光源装置に関する構成図である。
図２および図３に示されるように、レーザー光源装置１は、光源ユニット１０と、光軸調整ユニット３０と、光源照射ユニット８０とを主な構成要素として備える。
【００１６】
図１〜図３に示されるように、光源ユニット１０は、光源としてのレーザダイオードを保持するレーザダイオードホルダ（光源支持板）３と、レーザダイオードに電源を供給するための電源ボードとしての機能を少なくとも果たすプリント回路基板２と、レーザダイオードホルダ３およびプリント回路基板２を一体的に固定支持するための固定金具としてのブラケット４と、コリメータレンズを保持するレンズホルダ１７０とを有している。
【００１７】
回路基板２は例えば図示しないネジによってブラケット４に対して取り付けられる。また、レーザダイオードホルダ３は、放熱機能を有するように熱伝導性の良い金属から成っており、レーザー光出射口５を有するとともに、ネジ６によってブラケット４に対して取り付けられる（図１参照）。また、レーザダイオードホルダ３および回路基板２を一体的に支持するブラケット４は、基台３００の垂直支持体１７２よりも後方側で、基台３００の底部に対して例えばネジにより取り付け固定される。また、レンズホルダ１７０は、ネジ１７９によって基台３００の垂直支持体１７２に対して取り付けられる。この場合、レンズホルダ１７０の軸方向に突出する円筒状のレンズ保持部１７０ａが垂直支持体１７２の保持穴１７２ａ内に嵌着される。このように、本実施形態において、光源ユニット１０は、基台３００の垂直支持体１７２よりも後方側にまとめて配設されている。なお、基台３００の底部には、後述するモータ２００を受けるために受け穴３００ａが形成されている。
【００１８】
一方、基台３００の垂直支持体１７２よりも前方側には、光軸調整ユニット３０および光源照射ユニット８０が配設されている。光軸調整ユニット３０は、レーザダイオードから出射されるレーザー光の光軸調整を行ない、凹レンズ４０と、当該凹レンズ４０のＸＹ軸方向の位置を調整するための調整機構とを有している。光軸に対して垂直平面をＸＹ平面として、ＸＹ平面内において互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。
一方、光源照射ユニット８０は、回動可能なプリズム９６を有しており、光源ユニット１０から出射されるレーザー光の出射方向をプリズム９６によって規定する。したがって、光源ユニット１０のレーザダイオードホルダ３に保持されたレーザダイオードからのレーザー光は、レーザー光出射口５から出射されて、レンズホルダ１７０に保持されたコリメータレンズを通った後、光軸調整ユニット３０の凹レンズ４０を通過し、光源照射ユニット８０のプリズム９６によって規定される方向へと進行して、例えば所定のディスプレイスクリーンへと導かれる。
【００１９】
図４および図５に具体的に示されるように、光軸調整ユニット３０は、前述したように、レーザダイオードから出射されるレーザー光の光軸調整を行なうものであり、凹レンズ４０と、当該凹レンズ４０のＸＹ軸方向の位置を調整するための調整機構とを有している。調整機構は、凹レンズ４０をＹ軸方向へ移動させるためのＹ軸移動機構３２と、凹レンズ４０をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸移動機構３３と、Ｘ軸移動機構３３の後述するＸステージ４２をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸駆動部３４とから成る。
【００２０】
Ｙ軸移動機構３２は、凹レンズ４０を保持し且つＹ軸方向へ移動可能なＹステージ（Ｙ軸移動部）３５と、Ｙステージ３５のＹ軸方向の移動を案内する一対のガイドシャフト３６，３７と、Ｙステージ３５（したがって、凹レンズ４０）のＹ軸方向の位置を調整するためのＹ軸調整部３８とを有している。Ｙステージ３５は、凹レンズ４０を保持するための一対の略円弧状の保持突起３５ｄと、凹レンズ４０と対向し且つ凹レンズ４０を透過するレーザー光を前方へ逃がす開口３５ｅとを有している。また、一対のガイドシャフト３６，３７は、Ｙ軸方向に延びてＹステージ３５の両側の上下にそれぞれ突設されたブラケット３５ａ，３５ｂの挿通孔３９，３８に挿通されており、その下端がＸステージ４２の下端部の両側にＹステージ３５側へ突出するように一体形成された受け部に固定される。また、一対のガイドシャフト３６，３７の上端側は、Ｘステージ４２のＹ軸移動機構３２側へ張り出す板状の上面４２ａに設けられた一対の通孔４５，４４に挿通されて（図５参照）天板１３０（図１参照）に固定される。すなわち、Ｙステージ３５は、ガイドシャフト３６，３７を介してＸステージ４２と一体化される。
【００２１】
また、Ｙ軸調整部３８は、その外周面の少なくとも一部に雄ネジが形成されたネジシャフト３８として構成されており、Ｘステージ４２の上面４２ａに設けられたＹ軸方向の貫通穴４６に挿通されてＸステージ４２の背面と対向して延び、Ｙステージ３５に突設されたブラケット３５ｃの雌ネジ穴３７に螺合される。この場合、ネジシャフト３８のネジ頭は、図２に明確に示されるように天板１３０の長穴１３０ｂで露出される（すなわち、装置１の上方に表出される）とともに、Ｘステージ４２の上面４２ａに支持される。したがって、ネジシャフト３８を一方向に回すと、Ｙステージ３５がＹ軸方向に沿って上方へ移動し、また、ネジシャフト３８を反対方向に回すと、Ｙステージ３５がＹ軸方向に沿って下方へ移動する。すなわち、Ｙステージ３５に保持される凹レンズ４０のＹ軸方向の位置が調整される。
【００２２】
また、Ｘ軸移動機構３３は、前述したようにＹステージ３５を保持し且つＸ軸方向へ移動可能なＸステージ（Ｘ軸移動部）４２と、Ｘステージ４２のＸ軸方向の移動を案内するガイドロッド４７とを有している。Ｘステージ４２は、凹レンズ４０を透過するレーザー光を前方へ逃がすための開口４８と、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して所定の角度を成して斜めに延びる傾斜カム溝４３を有するカム部４２ｃとを備えている。ガイドロッド４７は、Ｘ軸方向に延びており、Ｘステージ４２の下部に設けられた貫通孔４２ｂを挿通して、その両端部が基台３００の両側の支持孔３００ｂ（図１参照）に支持されている。
【００２３】
Ｘ軸移動機構３３のＸステージ４２をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸駆動部３４は、支持部材５０と、昇降部材（作動要素）７０と、Ｘステージ４２（したがって、Ｘステージ４２に保持されるＹステージ３５の凹レンズ４０）のＸ軸方向の位置を調整するためのＸ軸調整部５３とを有している。支持部材５０は、支持面部５０ａと、上面部５０ｂと、側面部５０ｃと、下面部５０ｆとから成り、上面部５０ｂのネジ穴５１に螺合されるネジ１５０（図２参照）によって天板１３０に対して取り付け固定される（図１参照）。支持面部５０ａは、Ｙ軸方向に延びる案内開口部５０ｄを有している。この案内開口部５０ｄは、昇降部材７０と係合することにより昇降部材７０の回転およびＸ軸方向の移動を規制しつつ昇降部材７０の昇降動作（Ｙ軸方向の移動）を案内する。
【００２４】
昇降部材７０は、図５に明確に示されるように、案内開口部５０ｄに係合される矩形板状の第１の係合部７０ａと、雌ネジ穴７３を有する螺合部７０ｃと、Ｘステージ４２のカム部４２ｃの傾斜カム溝４３と係合する第２の係合部７０ｂとから成る。また、Ｘ軸調整部５３は、その外周面の少なくとも一部に雄ネジが形成されたネジシャフト５３として構成されており、上面部５０ｂに設けられた貫通穴５２（図６〜図８参照）に挿通されて昇降部材７０の螺合部７０ｃの雌ネジ穴７３に螺合される。この場合、ネジシャフト５３のネジ頭は、図２に明確に示されるように天板１３０の開口穴１３０ａで露出される（すなわち、装置１の上方に表出される）とともに、上面部５０ｂに支持される。したがって、ネジシャフト５３を一方向に回すと、昇降部材７０が案内開口部５０ｄによって回転およびＸ軸方向の移動を規制されつつ案内されてＹ軸方向に沿って上昇し、また、ネジシャフト５３を反対方向に回すと、昇降部材７０がＹ軸方向に沿って下降する。
【００２５】
また、このように昇降する昇降部材７０の第２の係合部７０ｂは、それが係合するカム部４２ｃの傾斜カム溝４３と共に、昇降部材７０のＹ軸方向の動きをＸステージ４２のＸ軸方向の動きへと変換する移動方向変換手段を構成する。言い換えると、ネジシャフト５３の調整動作に伴ってＹ軸方向に作動する昇降部材７０は、カム部４２ｃと係合することにより、そのＹ軸方向の動きをＸステージ４２のＸ軸方向の動きへと変換するものである。したがって、ネジシャフト５３を回すと、昇降部材７０およびカム部４２ｃを介して、Ｘステージ４２がＸ軸方向へ移動し、Ｘステージ４２に保持されるＹステージ３５の凹レンズ４０のＸ軸方向の位置が調整される。
【００２６】
また、以上のようなＸステージ４２のＸ軸方向及びＹ軸方向の動きがガタ付くことなくＸ軸調整部５３による正確な調整を行なえるように、本実施形態では、Ｘステージ４２をＸ軸方向に付勢してそのＸ軸方向の動きのガタ付きを抑制するための付勢手段が設けられている。具体的には、この付勢手段は、Ｘステージ４２をＸ軸方向に沿って一方向に付勢する第１の付勢部材５７（図６〜図８参照）と、昇降部材７０を付勢することで移動方向変換手段を介してＸステージ４２をＹ軸方向に沿って付勢する第２の付勢部材６０とから成る。第１の付勢部材５７は、支持部材５０の側面部５０ｃとＸステージ４２の側面との間に介挿されるコイルバネ５７から成る。コイルバネ５７の一端側は、側面部５０ｃから突出する支持軸部５６に支持され、また、コイルバネ５７の他端側は、Ｘステージ４２の側部に形成された保持筒４９の保持穴内に保持される。
【００２７】
一方、第２の保持部材６０は、支持部材５０の支持面部５０ａからＸステージ４２側へ延出するバネ支持部５０ｅに支持されたトーションバネ６０から成る。この場合、バネ支持部５０ｅに保持されたコイル状のバネ本体部から延びるトーションバネ６０の一端６０ａは、支持部材５０の下面部５０ｆに形成された係止部５２に係止され、また、トーションバネ６０の他端６０ｂは、昇降部材７０の第１の係合部７０ａに当て付いて、昇降部材７０をＹ軸方向に沿って下方へ付勢する。
【００２８】
このように、上記構成のＸ軸移動機構３３およびＸ軸駆動部３４では、例えば第１および第２の付勢部材５７，６０の互いに対抗する付勢力が釣り合う図６の中立状態からネジシャフト５３を一方向へ回すと、図７に示されるように、第２の付勢部材６０の付勢力に抗して昇降部材７０が上昇し、前述した移動方向変換手段４３，７０ｂを介してＸステージ４２が第１の付勢部材５７の付勢力に抗して図中左方向へ移動する。このとき、Ｘステージ４２のＸ軸方向の移動に伴ってＹ軸調整部であるネジシャフト３８のネジ頭も天板１３０の長穴１３０ｂに沿って移動される。そのため、Ｘステージ４２がＸ軸方向のどの位置に移動されても、ネジシャフト３８を介して凹レンズ４０のＹ軸方向の調整も行なえる。一方、図６の中立状態からネジシャフト５３を他方向へ回すと、図８に示されるように昇降部材７０が下降し、Ｘステージ４２が図中右方向へ移動する。
また、Ｘステージ４２の調整位置における第１および第２の付勢部材５７，６０による保持力は、以下のように作用する。すなわち、Ｘ軸方向に付勢する第１の付勢部材５７の付勢力により、カム傾斜溝４３を介して、昇降部材７０を図６，７，８の下側へ押す力が生じるが、昇降部材７０にはネジシャフト５３が一体となっておりこのネジシャフト５３の頭部が支持部材５０に当接し昇降部材７０が下がるのを阻止し、結果的にＸステージ４２の位置を保持する保持力として作用する。一方、第一の付勢部材５７の反力は、Ｘステージ４２が図８に示すＸ軸方向の他端部に位置した時にもっとも弱くなる。第一の付勢部材５７の形状制限から応力緩和を起こさないバネ仕様が難しい。この為、第二の付勢部材６０を用いて、Ｘステージ４２が図８の状態でも十分な保持力を得られる様にした。又、昇降部材７０が図６，７の位置では、第二の付勢部材６０の腕部は昇降部材７０の側面に掛かる様になり、昇降部材７０を押し下げる力は弱くなる。この第二の付勢部材６０により発生する昇降部材７０を押し下げる力は、図８＞図６＞図７となり、第一の付勢部材５７により発生する昇降部材７０を押し下げる力は、図７＞図６＞図８となり、Ｘステージ４２がいずれの位置に有っても適切な付勢力でガタ付き無く保持できる。
【００２９】
一方、図９および図１０に示されるように、光源照射ユニット８０は、前述したように、回動可能なプリズム９６を有しており、光源ユニット１０から出射されるレーザー光の出射方向をプリズム９６によって規定する。具体的には、光源照射ユニット８０は、支持ブロック８２と、支持ブロック８２に保持されるプリズムアセンブリと、プリズムアセンブリを回動させるための駆動機構とを有している。支持ブロック８２は、垂直に立ち上がる側壁部８２ａと、底壁部（ベース部）８２ｂと、上壁部８２ｃとから成り、これらの壁部により、プリズムアセンブリを収容するためのコの字型の収容スペースを形成する。なお、支持ブロック８２は、その支軸８２ｄにより、基台３００の底部に取り付けられている。
【００３０】
プリズムアセンブリは、上側プリズムホルダ９５と、下側プリズムホルダ９７と、これらのプリズムホルダ９５，９７間に挟持されたプリズム９６とから成る。下側プリズムホルダ９７は、プリズム９６を受けるための凹部９７ｃと、軸支部９７ａとを有しており、軸支部９７ａの内孔９７ｄに挿通される支軸９９により、支持ブロック８２の底壁部８２ｂに対して回動可能に取り付けられる。また、上側プリズムホルダ９５は、プリズム９６を受けるための凹部９５ｃと、軸支部９５ｂとを有しており、軸支部９５ｂの内孔に挿通される支軸８５により、支持ブロック８２の上壁部８２ｃに対して回動可能に取り付けられる。なお、支軸８５の上端は、支持ブロック８２の上壁部８２ｃの通孔８６を貫通するとともに、上壁部８２ｃ上に重ね合わせて配置される天板１３０の前側延出部１３０ｇ（図２参照）の上方に突出している。
【００３１】
また、本実施形態において、上側プリズムホルダ９５の軸支部９５ｂには、プリズムアセンブリ（したがって、プリズムホルダ）の回動方向の遊び（ガタ）をなくすための第１の付勢部材９０が巻装されている。この第１の付勢部材９０は、コイル状の本体部から成り、その一端９０ａが上側プリズムホルダ９５のブラケット９５ａに係止されるとともに、その他端９０ｂが支持ブロック８２の上壁部８２ｃの側面に当て付いて係止されている（図２参照）。また、本実施形態において、支持ブロック８２の上壁部８２ｃおよび天板１３０の前側延出部１３０ｇから上方へ突出する支軸８５の頂部には、プリズムアセンブリ（したがって、プリズムホルダ）のスラスト方向の遊び（ガタ）をなくすための第２の付勢部材８３が作用するようになっている。具体的には、第２の付勢部材８３は、その一端が支持ブロック８２の上壁部８２ｃ上にネジ８４によって取り付けられる板バネから成り、その他端が支軸８５の頂部に当接している。このように、本実施形態では、第１および第２の付勢部材９０，８３が上側プリズムホルダ９５の軸支部９５側に一括して設けられているものである。
【００３２】
また、プリズムアセンブリを回動させるための駆動機構は、基台３００の受け穴３００ａに載置されたステッピングモータ２００と、ステッピングモータ２００の出力軸に取り付けられたウォームギア１００と、支持ブロック８２の底壁部８２ｂに回転可能に設けられ且つウォームギア１００と噛み合う第１のギア１０１と、第１のギア１０１と一体で回転する第２のギア１０２と、下側プリズムホルダ９７に形成され且つ第２のギア１０２と噛み合うギア部９７ｂとから成り、これにより、プリズムアセンブリ（したがって、プリズム９６）を例えば±１４°回動させるようになっている。なお、ステッピングモータ２００には、これに電力を供給するための回路を含むプリント回路基板１９５（図１および図２参照）が電気的に接続される。このように、本実施形態では、下側プリズムホルダ９７がモータ２００と係合するギア部９７ｂを有しているものである。また第１の付勢部材の付勢力は下側プリズムホルダ９７を介してステッピングモータの出力軸が突出している方向と逆方向に掛かるようになっている。このため、ステッピングモータ２００の出力軸の遊びが無くなるので、プリズムの回転が精度良く行われることとなる。
なお、プリズムのスラスト方向のガタ取りを板バネ（８３）によって行っているが、バックラッシュ取りに使用しているトーションバネ（９０）で併用することも可能である。具体的には、第１の付勢部材９０の変形例として、コイル状の本体部の巻回部分において巻回の軸方向において隙間を設けて形成することで、上側プリズムホルダ９５の軸支部９５ｂに巻装したとき、プリズムアセンブリのスラスト方向の遊びをなくすことができる。このようにすることで第２の付勢部材８３の機能を兼用することができ第２の付勢部材８３を削減することができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｘ軸調整部５３とＸステージ４２との間に介在された昇降部材７０によりそのＹ軸方向の動きがＸステージ４２のＸ軸方向の動きへと変換されるため、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を同一方向から行なうことが可能になり、作業性を改善できる。また、Ｘ軸調整部５３には、当該Ｘ軸調整部５３とＸステージ４２との間に設けられた別個の昇降部材７０を介することにより、移動時の負荷が直接的ではなく間接的に作用するため、Ｘ軸調整部５３の摩耗による位置調整精度の劣化を効果的に防止できる。
【００３４】
また、本実施形態では、Ｘ軸調整部５３が昇降部材７０に螺合されるネジ部材であるため、昇降部材７０を簡単な構成でＹ軸方向に作動させることができるとともに、Ｘ軸調整部５３の摩耗をより効果的に防止できる。
【００３５】
また、本実施形態では、Ｘ軸調整部５３およびＹ軸調整部３８が装置の上方で同一方向に露出されているため、装置をディスプレイ装置などの他の装置に取り付けた後においても光軸調整を行なうことが可能になり、作業性が向上する。
【００３６】
また、本実施形態では、凹レンズ４０を保持するＹステージ３５がＸステージ４２と一体でＸ軸方向に移動するため、調整機構の構造および動きが簡略化され、装置の小型化を図ることも可能になる。
【００３７】
また、本実施形態では、Ｘステージ４２をＸ軸方向に付勢してそのＸ軸方向の動きのガタ付きを抑制するための付勢手段５７，６０が設けられているため、Ｘステージ４２のＸ軸方向の動きがガタ付くことなくＸ軸調整部５３による正確な調整を行なえる。また、この場合、Ｘ軸方向において第１の付勢手段５７による付勢力が弱くなるのに応じて、第２の付勢部材６０による付勢力が強くなるようにしたので、Ｘステージ４２がいずれの位置に有っても適切な付勢力でガタ付き無く保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザー光源装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るレーザー光源装置の組み立て状態の斜視図である。
【図３】図２のレーザー光源装置の側面図である。
【図４】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの分解斜視図である。
【図５】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの要部構成を示す斜視図である。
【図６】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの第１の作動状態（中立状態）を示す断面図である。
【図７】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの第２の作動状態を示す断面図である。
【図８】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの第３の作動状態を示す断面図である。
【図９】図２のレーザー光源装置の光源照射ユニットの斜視図である。
【図１０】図２のレーザー光源装置の光源照射ユニットの斜視断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ レーザー光源装置
１０ 光源ユニット
３０ 光軸調整ユニット
３５ Ｙステージ（Ｙ軸移動部）
３８ Ｙ軸調整部
４０ 凹レンズ
４２ Ｘステージ（Ｘ軸移動部）
５３ Ｘ軸調整部
５７ 第１の付勢部材（付勢手段）
６０ 第２の付勢部材（付勢手段）
７０ 昇降部材（作動要素）
８０ 光源照射ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光の光軸調整が可能なレーザー光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤色レーザー光、緑色レーザー光、青色レーザー光をそれぞれ出射する赤色レーザーデバイス、緑色レーザーデバイス、青色レーザーデバイスを備え、各色のレーザー光を結合して単一の光ビームを生成し、生成された単一の光ビームを、レーザー制御系を介してスクリーンに投射するレーザーディスプレイシステムがある（例えば、特許文献１参照）。このようなレーザーディスプレイシステムでは、レーザー光源装置においてレーザー光の光軸を微調整する光軸調整機構が必要となる。
【０００３】
従来、光軸を調整する際の作業性の改善を目的として、種々の光軸調整機構が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には、互いに直交するＸ軸及びＹ軸方向の光軸調整を可能にした液晶パネル支持機構において、Ｘ軸のねじ受け部を４５度傾斜面とし、Ｙ軸調整用のねじと同一方向にＸ軸調整用のねじを配置することが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−３００００９号公報
【特許文献２】特開平１０−１３３２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のレーザー光源装置に特許文献２に記載の光軸調整機構を適用すれば、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を、同一方向から行えるので作業性の改善を期待できるが、Ｘ軸調整用のねじ先端部を４５度傾斜面としたＸ軸のねじ受け部に直接押し当てた状態で回転させることとなるので、Ｘ軸調整用のねじ先端部又はねじ受け部が摩耗して位置調整精度が出せなくなる可能があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を同一方向から行えて作業性を改善できると共に、調整用ねじの先端部又はねじ受け部の摩耗による位置調整精度の劣化を防止できるレーザー光源装置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】
【０００６】
本発明のレーザー光源装置は、レーザー光を発する光源ユニットと、この光源ユニットから発せられるレーザー光の光軸を調整するための光軸調整ユニットとを備えるレーザー光源装置であって、前記光軸調整ユニットは、光路上に配置されたレンズを光軸に対する直交平面内において互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に位置調整するための調整機構を有し、前記調整機構は、Ｘ軸方向へ移動可能なＸ軸移動部と、このＸ軸移動部と一体的に移動すると共にＹ軸方向へ移動可能なＹ軸移動部と、前記Ｘ軸移動部をＸ軸方向に移動させて前記レンズのＸ軸方向の位置を調整するＸ軸調整手段と、前記Ｙ軸移動部をＹ軸方向に移動させて前記レンズのＹ軸方向の位置を調整するＹ軸調整手段とを有し、前記Ｘ軸調整手段は、前記Ｘ軸移動部において光軸に対する直交平面に形成されＹ軸方向に対して傾斜した傾斜カム溝と、この傾斜カム溝にＸ軸方向の移動を規制された状態で係合しＸ軸方向の調整動作に伴ってＹ軸方向に作動する作動要素とを有することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、Ｘ軸方向の移動を規制された状態で傾斜カム溝に係合した作動要素により、そのＹ軸方向の動きが前記Ｘ軸移動部のＸ軸方向の動きへと変換されるため、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を同一方向から行なうことが可能になり、作業性を改善できる。また、傾斜カム溝内を作動要素が移動することにより、移動時の負荷が直接的ではなく間接的に作用するため、摩耗による位置調整精度の劣化を効果的に防止できる。
【０００８】
また本発明は、上記レーザー光源装置において、前記Ｘ軸調整手段は、前記作動要素に形成されたＹ軸方向のねじ穴に螺合されるＸ軸調整用のねじ部材を含み、前記Ｙ軸調整手段は、前記Ｙ軸移動部に形成されたＹ軸方向のねじ穴に螺合されるＹ軸調整用のねじ部材を含み、前記Ｘ軸調整用及びＹ軸調整用のねじ部材のねじ頭が同一方向に表出していることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、Ｘ軸調整用及びＹ軸調整用のねじ部材を操作することでＸ軸及びＹ軸方向の調整が可能となり、レーザー光源装置を取り付け後において調整することができる。また、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を同一方向から行なうことが可能になり、作業性を改善できる。
【００１０】
また本発明は、上記レーザー光源装置において、前記作動要素をＹ軸方向に付勢する第１の付勢部材と、前記Ｘ軸移動部をＸ軸方向に付勢する第２の付勢部材とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、Ｘ軸移動部のＸ軸方向及びＹ軸方向の動きがガタつくことなくＸ軸調整手段による正確な調整を行なえ、調整後のガタつきを防止することもできる。
【００１２】
また本発明は、上記レーザー光源装置において、前記第１の付勢部材は、前記Ｘ軸移動部の傾斜カム溝形成面であってＸ軸方向の他方の端部の近傍に配置されたトーションばねからなり、前記第２の付勢部材は、前記Ｘ軸移動部におけるＸ軸方向の一方の端部の側面に配置されたコイルばねからなることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、第２の付勢部材のコイルばねがＸ軸移動部をＸ軸方向の一方の端部からＸ軸方向の他方の端部に向けて付勢することにより、傾斜カム溝を介してＸ軸移動部に作動要素からＹ軸方向へ押す力が加わるが、作動要素はＸ軸調整手段にて保持されているので、Ｘ軸移動部をＹ軸方向へ押す力が保持力となってガタつきを防止することができる。このとき、第１の付勢部材のトーションばねはＸ軸方向の他方の端部の近傍に配置されているので、第１の付勢部材からの付勢力は弱くなる。一方、Ｘ軸移動部がＸ軸方向の反対方向となる他方へ移動した場合には、第２の付勢部材のコイルばねが伸びて第２の付勢部材による上記保持力が弱くなるが、第１の付勢部材のトーションばねによる付勢力が増大することにより、傾斜カム溝を介してＸ軸移動部に作動要素からＹ軸方向へ押す力が加わる第１の付勢部材のトーションばねによる保持力が強くなり、ガタつきを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、調整用ねじの先端部又はねじ受け部等の調整部の摩耗による位置調整精度の劣化を防止できるレーザー光源装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１から図１０は本発明の一実施形態に係るレーザー光源装置に関する構成図である。
図２および図３に示されるように、レーザー光源装置１は、光源ユニット１０と、光軸調整ユニット３０と、光源照射ユニット８０とを主な構成要素として備える。
【００１６】
図１〜図３に示されるように、光源ユニット１０は、光源としてのレーザダイオードを保持するレーザダイオードホルダ（光源支持板）３と、レーザダイオードに電源を供給するための電源ボードとしての機能を少なくとも果たすプリント回路基板２と、レーザダイオードホルダ３およびプリント回路基板２を一体的に固定支持するための固定金具としてのブラケット４と、コリメータレンズを保持するレンズホルダ１７０とを有している。
【００１７】
回路基板２は例えば図示しないネジによってブラケット４に対して取り付けられる。また、レーザダイオードホルダ３は、放熱機能を有するように熱伝導性の良い金属から成っており、レーザー光出射口５を有するとともに、ネジ６によってブラケット４に対して取り付けられる（図１参照）。また、レーザダイオードホルダ３および回路基板２を一体的に支持するブラケット４は、基台３００の垂直支持体１７２よりも後方側で、基台３００の底部に対して例えばネジにより取り付け固定される。また、レンズホルダ１７０は、ネジ１７９によって基台３００の垂直支持体１７２に対して取り付けられる。この場合、レンズホルダ１７０の軸方向に突出する円筒状のレンズ保持部１７０ａが垂直支持体１７２の保持穴１７２ａ内に嵌着される。このように、本実施形態において、光源ユニット１０は、基台３００の垂直支持体１７２よりも後方側にまとめて配設されている。なお、基台３００の底部には、後述するモータ２００を受けるために受け穴３００ａが形成されている。
【００１８】
一方、基台３００の垂直支持体１７２よりも前方側には、光軸調整ユニット３０および光源照射ユニット８０が配設されている。光軸調整ユニット３０は、レーザダイオードから出射されるレーザー光の光軸調整を行ない、凹レンズ４０と、当該凹レンズ４０のＸＹ軸方向の位置を調整するための調整機構とを有している。光軸に対して垂直平面をＸＹ平面として、ＸＹ平面内において互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。
一方、光源照射ユニット８０は、回動可能なプリズム９６を有しており、光源ユニット１０から出射されるレーザー光の出射方向をプリズム９６によって規定する。したがって、光源ユニット１０のレーザダイオードホルダ３に保持されたレーザダイオードからのレーザー光は、レーザー光出射口５から出射されて、レンズホルダ１７０に保持されたコリメータレンズを通った後、光軸調整ユニット３０の凹レンズ４０を通過し、光源照射ユニット８０のプリズム９６によって規定される方向へと進行して、例えば所定のディスプレイスクリーンへと導かれる。
【００１９】
図４および図５に具体的に示されるように、光軸調整ユニット３０は、前述したように、レーザダイオードから出射されるレーザー光の光軸調整を行なうものであり、凹レンズ４０と、当該凹レンズ４０のＸＹ軸方向の位置を調整するための調整機構とを有している。調整機構は、凹レンズ４０をＹ軸方向へ移動させるためのＹ軸移動機構３２と、凹レンズ４０をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸移動機構３３と、Ｘ軸移動機構３３の後述するＸステージ４２をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸駆動部３４とから成る。
【００２０】
Ｙ軸移動機構３２は、凹レンズ４０を保持し且つＹ軸方向へ移動可能なＹステージ（Ｙ軸移動部）３５と、Ｙステージ３５のＹ軸方向の移動を案内する一対のガイドシャフト３６，３７と、Ｙステージ３５（したがって、凹レンズ４０）のＹ軸方向の位置を調整するためのＹ軸調整部３８とを有している。Ｙステージ３５は、凹レンズ４０を保持するための一対の略円弧状の保持突起３５ｄと、凹レンズ４０と対向し且つ凹レンズ４０を透過するレーザー光を前方へ逃がす開口３５ｅとを有している。また、一対のガイドシャフト３６，３７は、Ｙ軸方向に延びてＹステージ３５の両側の上下にそれぞれ突設されたブラケット３５ａ，３５ｂの挿通孔３９，３８に挿通されており、その下端がＸステージ４２の下端部の両側にＹステージ３５側へ突出するように一体形成された受け部に固定される。また、一対のガイドシャフト３６，３７の上端側は、Ｘステージ４２のＹ軸移動機構３２側へ張り出す板状の上面４２ａに設けられた一対の通孔４５，４４に挿通されて（図５参照）天板１３０（図１参照）に固定される。すなわち、Ｙステージ３５は、ガイドシャフト３６，３７を介してＸステージ４２と一体化される。
【００２１】
また、Ｙ軸調整部３８は、その外周面の少なくとも一部に雄ネジが形成されたネジシャフト３８として構成されており、Ｘステージ４２の上面４２ａに設けられたＹ軸方向の貫通穴４６に挿通されてＸステージ４２の背面と対向して延び、Ｙステージ３５に突設されたブラケット３５ｃの雌ネジ穴３７に螺合される。この場合、ネジシャフト３８のネジ頭は、図２に明確に示されるように天板１３０の長穴１３０ｂで露出される（すなわち、装置１の上方に表出される）とともに、Ｘステージ４２の上面４２ａに支持される。したがって、ネジシャフト３８を一方向に回すと、Ｙステージ３５がＹ軸方向に沿って上方へ移動し、また、ネジシャフト３８を反対方向に回すと、Ｙステージ３５がＹ軸方向に沿って下方へ移動する。すなわち、Ｙステージ３５に保持される凹レンズ４０のＹ軸方向の位置が調整される。
【００２２】
また、Ｘ軸移動機構３３は、前述したようにＹステージ３５を保持し且つＸ軸方向へ移動可能なＸステージ（Ｘ軸移動部）４２と、Ｘステージ４２のＸ軸方向の移動を案内するガイドロッド４７とを有している。Ｘステージ４２は、凹レンズ４０を透過するレーザー光を前方へ逃がすための開口４８と、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して所定の角度を成して斜めに延びる傾斜カム溝４３を有するカム部４２ｃとを備えている。ガイドロッド４７は、Ｘ軸方向に延びており、Ｘステージ４２の下部に設けられた貫通孔４２ｂを挿通して、その両端部が基台３００の両側の支持孔３００ｂ（図１参照）に支持されている。
【００２３】
Ｘ軸移動機構３３のＸステージ４２をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸駆動部３４は、支持部材５０と、昇降部材（作動要素）７０と、Ｘステージ４２（したがって、Ｘステージ４２に保持されるＹステージ３５の凹レンズ４０）のＸ軸方向の位置を調整するためのＸ軸調整部５３とを有している。支持部材５０は、支持面部５０ａと、上面部５０ｂと、側面部５０ｃと、下面部５０ｆとから成り、上面部５０ｂのネジ穴５１に螺合されるネジ１５０（図２参照）によって天板１３０に対して取り付け固定される（図１参照）。支持面部５０ａは、Ｙ軸方向に延びる案内開口部５０ｄを有している。この案内開口部５０ｄは、昇降部材７０と係合することにより昇降部材７０の回転およびＸ軸方向の移動を規制しつつ昇降部材７０の昇降動作（Ｙ軸方向の移動）を案内する。
【００２４】
昇降部材７０は、図５に明確に示されるように、案内開口部５０ｄに係合される矩形板状の第１の係合部７０ａと、雌ネジ穴７３を有する螺合部７０ｃと、Ｘステージ４２のカム部４２ｃの傾斜カム溝４３と係合する第２の係合部７０ｂとから成る。また、Ｘ軸調整部５３は、その外周面の少なくとも一部に雄ネジが形成されたネジシャフト５３として構成されており、上面部５０ｂに設けられた貫通穴５２（図６〜図８参照）に挿通されて昇降部材７０の螺合部７０ｃの雌ネジ穴７３に螺合される。この場合、ネジシャフト５３のネジ頭は、図２に明確に示されるように天板１３０の開口穴１３０ａで露出される（すなわち、装置１の上方に表出される）とともに、上面部５０ｂに支持される。したがって、ネジシャフト５３を一方向に回すと、昇降部材７０が案内開口部５０ｄによって回転およびＸ軸方向の移動を規制されつつ案内されてＹ軸方向に沿って上昇し、また、ネジシャフト５３を反対方向に回すと、昇降部材７０がＹ軸方向に沿って下降する。
【００２５】
また、このように昇降する昇降部材７０の第２の係合部７０ｂは、それが係合するカム部４２ｃの傾斜カム溝４３と共に、昇降部材７０のＹ軸方向の動きをＸステージ４２のＸ軸方向の動きへと変換する移動方向変換手段を構成する。言い換えると、ネジシャフト５３の調整動作に伴ってＹ軸方向に作動する昇降部材７０は、カム部４２ｃと係合することにより、そのＹ軸方向の動きをＸステージ４２のＸ軸方向の動きへと変換するものである。したがって、ネジシャフト５３を回すと、昇降部材７０およびカム部４２ｃを介して、Ｘステージ４２がＸ軸方向へ移動し、Ｘステージ４２に保持されるＹステージ３５の凹レンズ４０のＸ軸方向の位置が調整される。
【００２６】
また、以上のようなＸステージ４２のＸ軸方向及びＹ軸方向の動きがガタ付くことなくＸ軸調整部５３による正確な調整を行なえるように、本実施形態では、Ｘステージ４２をＸ軸方向に付勢してそのＸ軸方向の動きのガタ付きを抑制するための付勢手段が設けられている。具体的には、この付勢手段は、Ｘステージ４２をＸ軸方向に沿って一方向に付勢する第１の付勢部材５７（図６〜図８参照）と、昇降部材７０を付勢することで移動方向変換手段を介してＸステージ４２をＹ軸方向に沿って付勢する第２の付勢部材６０とから成る。第１の付勢部材５７は、支持部材５０の側面部５０ｃとＸステージ４２の側面との間に介挿されるコイルバネ５７から成る。コイルバネ５７の一端側は、側面部５０ｃから突出する支持軸部５６に支持され、また、コイルバネ５７の他端側は、Ｘステージ４２の側部に形成された保持筒４９の保持穴内に保持される。
【００２７】
一方、第２の保持部材６０は、支持部材５０の支持面部５０ａからＸステージ４２側へ延出するバネ支持部５０ｅに支持されたトーションバネ６０から成る。この場合、バネ支持部５０ｅに保持されたコイル状のバネ本体部から延びるトーションバネ６０の一端６０ａは、支持部材５０の下面部５０ｆに形成された係止部５２に係止され、また、トーションバネ６０の他端６０ｂは、昇降部材７０の第１の係合部７０ａに当て付いて、昇降部材７０をＹ軸方向に沿って下方へ付勢する。
【００２８】
このように、上記構成のＸ軸移動機構３３およびＸ軸駆動部３４では、例えば第１および第２の付勢部材５７，６０の互いに対抗する付勢力が釣り合う図６の中立状態からネジシャフト５３を一方向へ回すと、図７に示されるように、第２の付勢部材６０の付勢力に抗して昇降部材７０が上昇し、前述した移動方向変換手段４３，７０ｂを介してＸステージ４２が第１の付勢部材５７の付勢力に抗して図中左方向へ移動する。このとき、Ｘステージ４２のＸ軸方向の移動に伴ってＹ軸調整部であるネジシャフト３８のネジ頭も天板１３０の長穴１３０ｂに沿って移動される。そのため、Ｘステージ４２がＸ軸方向のどの位置に移動されても、ネジシャフト３８を介して凹レンズ４０のＹ軸方向の調整も行なえる。一方、図６の中立状態からネジシャフト５３を他方向へ回すと、図８に示されるように昇降部材７０が下降し、Ｘステージ４２が図中右方向へ移動する。
また、Ｘステージ４２の調整位置における第１および第２の付勢部材５７，６０による保持力は、以下のように作用する。すなわち、Ｘ軸方向に付勢する第１の付勢部材５７の付勢力により、カム傾斜溝４３を介して、昇降部材７０を図６，７，８の下側へ押す力が生じるが、昇降部材７０にはネジシャフト５３が一体となっておりこのネジシャフト５３の頭部が支持部材５０に当接し昇降部材７０が下がるのを阻止し、結果的にＸステージ４２の位置を保持する保持力として作用する。一方、第一の付勢部材５７の反力は、Ｘステージ４２が図８に示すＸ軸方向の他端部に位置した時にもっとも弱くなる。第一の付勢部材５７の形状制限から応力緩和を起こさないバネ仕様が難しい。この為、第二の付勢部材６０を用いて、Ｘステージ４２が図８の状態でも十分な保持力を得られる様にした。又、昇降部材７０が図６，７の位置では、第二の付勢部材６０の腕部は昇降部材７０の側面に掛かる様になり、昇降部材７０を押し下げる力は弱くなる。この第二の付勢部材６０により発生する昇降部材７０を押し下げる力は、図８＞図６＞図７となり、第一の付勢部材５７により発生する昇降部材７０を押し下げる力は、図７＞図６＞図８となり、Ｘステージ４２がいずれの位置に有っても適切な付勢力でガタ付き無く保持できる。
【００２９】
一方、図９および図１０に示されるように、光源照射ユニット８０は、前述したように、回動可能なプリズム９６を有しており、光源ユニット１０から出射されるレーザー光の出射方向をプリズム９６によって規定する。具体的には、光源照射ユニット８０は、支持ブロック８２と、支持ブロック８２に保持されるプリズムアセンブリと、プリズムアセンブリを回動させるための駆動機構とを有している。支持ブロック８２は、垂直に立ち上がる側壁部８２ａと、底壁部（ベース部）８２ｂと、上壁部８２ｃとから成り、これらの壁部により、プリズムアセンブリを収容するためのコの字型の収容スペースを形成する。なお、支持ブロック８２は、その支軸８２ｄにより、基台３００の底部に取り付けられている。
【００３０】
プリズムアセンブリは、上側プリズムホルダ９５と、下側プリズムホルダ９７と、これらのプリズムホルダ９５，９７間に挟持されたプリズム９６とから成る。下側プリズムホルダ９７は、プリズム９６を受けるための凹部９７ｃと、軸支部９７ａとを有しており、軸支部９７ａの内孔９７ｄに挿通される支軸９９により、支持ブロック８２の底壁部８２ｂに対して回動可能に取り付けられる。また、上側プリズムホルダ９５は、プリズム９６を受けるための凹部９５ｃと、軸支部９５ｂとを有しており、軸支部９５ｂの内孔に挿通される支軸８５により、支持ブロック８２の上壁部８２ｃに対して回動可能に取り付けられる。なお、支軸８５の上端は、支持ブロック８２の上壁部８２ｃの通孔８６を貫通するとともに、上壁部８２ｃ上に重ね合わせて配置される天板１３０の前側延出部１３０ｇ（図２参照）の上方に突出している。
【００３１】
また、本実施形態において、上側プリズムホルダ９５の軸支部９５ｂには、プリズムアセンブリ（したがって、プリズムホルダ）の回動方向の遊び（ガタ）をなくすための第１の付勢部材９０が巻装されている。この第１の付勢部材９０は、コイル状の本体部から成り、その一端９０ａが上側プリズムホルダ９５のブラケット９５ａに係止されるとともに、その他端９０ｂが支持ブロック８２の上壁部８２ｃの側面に当て付いて係止されている（図２参照）。また、本実施形態において、支持ブロック８２の上壁部８２ｃおよび天板１３０の前側延出部１３０ｇから上方へ突出する支軸８５の頂部には、プリズムアセンブリ（したがって、プリズムホルダ）のスラスト方向の遊び（ガタ）をなくすための第２の付勢部材８３が作用するようになっている。具体的には、第２の付勢部材８３は、その一端が支持ブロック８２の上壁部８２ｃ上にネジ８４によって取り付けられる板バネから成り、その他端が支軸８５の頂部に当接している。このように、本実施形態では、第１および第２の付勢部材９０，８３が上側プリズムホルダ９５の軸支部９５側に一括して設けられているものである。
【００３２】
また、プリズムアセンブリを回動させるための駆動機構は、基台３００の受け穴３００ａに載置されたステッピングモータ２００と、ステッピングモータ２００の出力軸に取り付けられたウォームギア１００と、支持ブロック８２の底壁部８２ｂに回転可能に設けられ且つウォームギア１００と噛み合う第１のギア１０１と、第１のギア１０１と一体で回転する第２のギア１０２と、下側プリズムホルダ９７に形成され且つ第２のギア１０２と噛み合うギア部９７ｂとから成り、これにより、プリズムアセンブリ（したがって、プリズム９６）を例えば±１４°回動させるようになっている。なお、ステッピングモータ２００には、これに電力を供給するための回路を含むプリント回路基板１９５（図１および図２参照）が電気的に接続される。このように、本実施形態では、下側プリズムホルダ９７がモータ２００と係合するギア部９７ｂを有しているものである。また第１の付勢部材の付勢力は下側プリズムホルダ９７を介してステッピングモータの出力軸が突出している方向と逆方向に掛かるようになっている。このため、ステッピングモータ２００の出力軸の遊びが無くなるので、プリズムの回転が精度良く行われることとなる。
なお、プリズムのスラスト方向のガタ取りを板バネ（８３）によって行っているが、バックラッシュ取りに使用しているトーションバネ（９０）で併用することも可能である。具体的には、第１の付勢部材９０の変形例として、コイル状の本体部の巻回部分において巻回の軸方向において隙間を設けて形成することで、上側プリズムホルダ９５の軸支部９５ｂに巻装したとき、プリズムアセンブリのスラスト方向の遊びをなくすことができる。このようにすることで第２の付勢部材８３の機能を兼用することができ第２の付勢部材８３を削減することができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｘ軸調整部５３とＸステージ４２との間に介在された昇降部材７０によりそのＹ軸方向の動きがＸステージ４２のＸ軸方向の動きへと変換されるため、Ｘ軸及びＹ軸方向の調整を同一方向から行なうことが可能になり、作業性を改善できる。また、Ｘ軸調整部５３には、当該Ｘ軸調整部５３とＸステージ４２との間に設けられた別個の昇降部材７０を介することにより、移動時の負荷が直接的ではなく間接的に作用するため、Ｘ軸調整部５３の摩耗による位置調整精度の劣化を効果的に防止できる。
【００３４】
また、本実施形態では、Ｘ軸調整部５３が昇降部材７０に螺合されるネジ部材であるため、昇降部材７０を簡単な構成でＹ軸方向に作動させることができるとともに、Ｘ軸調整部５３の摩耗をより効果的に防止できる。
【００３５】
また、本実施形態では、Ｘ軸調整部５３およびＹ軸調整部３８が装置の上方で同一方向に露出されているため、装置をディスプレイ装置などの他の装置に取り付けた後においても光軸調整を行なうことが可能になり、作業性が向上する。
【００３６】
また、本実施形態では、凹レンズ４０を保持するＹステージ３５がＸステージ４２と一体でＸ軸方向に移動するため、調整機構の構造および動きが簡略化され、装置の小型化を図ることも可能になる。
【００３７】
また、本実施形態では、Ｘステージ４２をＸ軸方向に付勢してそのＸ軸方向の動きのガタ付きを抑制するための付勢手段５７，６０が設けられているため、Ｘステージ４２のＸ軸方向の動きがガタ付くことなくＸ軸調整部５３による正確な調整を行なえる。また、この場合、Ｘ軸方向において第１の付勢手段５７による付勢力が弱くなるのに応じて、第２の付勢部材６０による付勢力が強くなるようにしたので、Ｘステージ４２がいずれの位置に有っても適切な付勢力でガタ付き無く保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザー光源装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るレーザー光源装置の組み立て状態の斜視図である。
【図３】図２のレーザー光源装置の側面図である。
【図４】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの分解斜視図である。
【図５】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの要部構成を示す斜視図である。
【図６】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの第１の作動状態（中立状態）を示す断面図である。
【図７】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの第２の作動状態を示す断面図である。
【図８】図２のレーザー光源装置の光軸調整ユニットの第３の作動状態を示す断面図である。
【図９】図２のレーザー光源装置の光源照射ユニットの斜視図である。
【図１０】図２のレーザー光源装置の光源照射ユニットの斜視断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ レーザー光源装置
１０ 光源ユニット
３０ 光軸調整ユニット
３５ Ｙステージ（Ｙ軸移動部）
３８ Ｙ軸調整部
４０ 凹レンズ
４２ Ｘステージ（Ｘ軸移動部）
５３ Ｘ軸調整部
５７ 第１の付勢部材（付勢手段）
６０ 第２の付勢部材（付勢手段）
７０ 昇降部材（作動要素）
８０ 光源照射ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を発する光源ユニットと、この光源ユニットから発せられるレーザー光の光軸を調整するための光軸調整ユニットとを備えるレーザー光源装置であって、
前記光軸調整ユニットは、光路上に配置されたレンズを光軸に対する直交平面内において互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に位置調整するための調整機構を有し、
前記調整機構は、Ｘ軸方向へ移動可能なＸ軸移動部と、このＸ軸移動部と一体的に移動すると共にＹ軸方向へ移動可能なＹ軸移動部と、前記Ｘ軸移動部をＸ軸方向に移動させて前記レンズのＸ軸方向の位置を調整するＸ軸調整手段と、前記Ｙ軸移動部をＹ軸方向に移動させて前記レンズのＹ軸方向の位置を調整するＹ軸調整手段とを有し、
前記Ｘ軸調整手段は、前記Ｘ軸移動部において光軸に対する直交平面に形成されＹ軸方向に対して傾斜した傾斜カム溝と、この傾斜カム溝にＸ軸方向の移動を規制された状態で係合しＸ軸方向の調整動作に伴ってＹ軸方向に作動する作動要素とを有する、
ことを特徴とするレーザー光源装置。
【請求項２】
前記Ｘ軸調整手段は、前記作動要素に形成されたＹ軸方向のねじ穴に螺合されるＸ軸調整用のねじ部材を含み、
前記Ｙ軸調整手段は、前記Ｙ軸移動部に形成されたＹ軸方向のねじ穴に螺合されるＹ軸調整用のねじ部材を含み、
前記Ｘ軸調整用及びＹ軸調整用のねじ部材のねじ頭が同一方向に表出していることを特徴とする請求項１記載のレーザー光源装置。
【請求項３】
前記作動要素をＹ軸方向に付勢する第１の付勢部材と、前記Ｘ軸移動部をＸ軸方向に付勢する第２の付勢部材とを備えたことを特徴とする請求項２記載のレーザー光源装置。
【請求項４】
前記第１の付勢部材は、前記Ｘ軸移動部の傾斜カム溝形成面であってＸ軸方向の他方の端部の近傍に配置されたトーションばねからなり、
前記第２の付勢部材は、前記Ｘ軸移動部におけるＸ軸方向の一方の端部の側面に配置されたコイルばねからなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のレーザー光源装置。
【請求項１】
レーザー光を発する光源ユニットと、この光源ユニットから発せられるレーザー光の光軸を調整するための光軸調整ユニットとを備えるレーザー光源装置であって、
前記光軸調整ユニットは、光路上に配置されたレンズを光軸に対する直交平面内において互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に位置調整するための調整機構を有し、
前記調整機構は、Ｘ軸方向へ移動可能なＸ軸移動部と、このＸ軸移動部と一体的に移動すると共にＹ軸方向へ移動可能なＹ軸移動部と、前記Ｘ軸移動部をＸ軸方向に移動させて前記レンズのＸ軸方向の位置を調整するＸ軸調整手段と、前記Ｙ軸移動部をＹ軸方向に移動させて前記レンズのＹ軸方向の位置を調整するＹ軸調整手段とを有し、
前記Ｘ軸調整手段は、前記Ｘ軸移動部において光軸に対する直交平面に形成されＹ軸方向に対して傾斜した傾斜カム溝と、この傾斜カム溝にＸ軸方向の移動を規制された状態で係合しＸ軸方向の調整動作に伴ってＹ軸方向に作動する作動要素とを有する、
ことを特徴とするレーザー光源装置。
【請求項２】
前記Ｘ軸調整手段は、前記作動要素に形成されたＹ軸方向のねじ穴に螺合されるＸ軸調整用のねじ部材を含み、
前記Ｙ軸調整手段は、前記Ｙ軸移動部に形成されたＹ軸方向のねじ穴に螺合されるＹ軸調整用のねじ部材を含み、
前記Ｘ軸調整用及びＹ軸調整用のねじ部材のねじ頭が同一方向に表出していることを特徴とする請求項１記載のレーザー光源装置。
【請求項３】
前記作動要素をＹ軸方向に付勢する第１の付勢部材と、前記Ｘ軸移動部をＸ軸方向に付勢する第２の付勢部材とを備えたことを特徴とする請求項２記載のレーザー光源装置。
【請求項４】
前記第１の付勢部材は、前記Ｘ軸移動部の傾斜カム溝形成面であってＸ軸方向の他方の端部の近傍に配置されたトーションばねからなり、
前記第２の付勢部材は、前記Ｘ軸移動部におけるＸ軸方向の一方の端部の側面に配置されたコイルばねからなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のレーザー光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１３５５９７（Ｐ２０１０−１３５５９７Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１０７４７（Ｐ２００８−３１０７４７）
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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