JP2010165464A - 光源装置の製造方法および光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）などの固体発光素子を有する光源装置において、光利用効率を向上させる。
【解決手段】固体発光素子９がコリメート部材５の放物面状の反射面の焦点に位置するように基板３上の所定位置にコリメート部材５を位置決めするための位置決め手段１０Ｂ、１５Ｂを設ける。位置決め手段１０Ｂ、１５Ｂにより、コリメート部材５を基板３上の所定位置に位置決めして組み付ける。これにより、コリメート部材５を容易かつ迅速に所定位置に位置決めして組み付けることができるため、光利用効率が確実に向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）などの固体発光素子を有する光源装置の製造方法および光源装置に関するものである。

従来、この種の光源装置としては、発光ダイオードチップや半導体レーザチップなどの固体発光素子チップをモールド樹脂で封止したものが用いられていた。このような光源装置においては、固体発光素子の前方へ射出された光はそのまま樹脂部から射出されるが、固体発光素子から斜め方向へ射出された光が樹脂部の界面で全反射されたりケースの内面で散乱されたりすることにより、光量ロスが発生し、光の利用効率が低くなる。

そこで、こうした不都合を解消すべく、小型光源と、この小型光源から入射される光の放射角度を狭めて側方に出射させる放物面形態の第１反射面と、この第１反射面の下方に位置して小型光源から光が入射される入光部が設けられた第２反射面と、を備えるコリメート部材と、を備えた光源装置において、小型光源を第１反射面の焦点付近に位置させる技術（以下、公知技術１という。）が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。これによれば、非球面曲面形態の第１反射面を備えることによって、小型光源から放射される光を照明しようとする対象体に有効に照明できる放射角度範囲を持つようにコリメートさせて出射できるため、光利用効率が向上するとしている。
特表２００６−５２７４１６号公報

しかしながら、公知技術１は、小型光源が現実に第１反射面の焦点付近に位置することを前提とするものである。そのため、光源装置の製造に際して、実際にコリメート部材が所定位置に組み付けられなければ、上述した効果を奏することができず、光利用効率が低下してしまう。

また、公知技術１では、光源装置から出射される光は、光軸近傍で発光強度が強いコリメート光である。ここで、有効領域全面で発光強度を均一にするには、コリメート部材の射出端にフライアイレンズなどのインテグレータを設置するのが有効である。この場合、小型光源、コリメート部材、インテグレータの相互の位置関係がずれると、光量が減少して光利用効率が低下してしまう。

本発明は、このような事情に鑑み、インテグレータを設置する場合も設置しない場合も含めて光利用効率を向上させることが可能な光源装置の製造方法および光源装置を提供することを目的とする。

本発明に係る第１の光源装置の製造方法は、固体発光素子（９）が搭載された基板（３）を有し、前記固体発光素子から出射される光を放物面状の反射面（５ｂ）で反射させて平行光線を出射するコリメート部材（５）が前記基板上に載置され、インテグレータ（６）がその光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とするように配置された光源装置（１）の製造方法であって、前記固体発光素子が前記反射面の焦点に位置するように前記基板上の所定位置に前記コリメート部材を位置決めするための位置決め手段（３ｄ、５ｄ、１０、１３）を設け、前記位置決め手段により、前記コリメート部材を前記基板上の前記所定位置に位置決めして組み付ける光源装置の製造方法としたことを特徴とする。

本発明に係る第１の光源装置は、固体発光素子（９）が搭載された基板（３）を有し、前記固体発光素子から出射される光を放物面状の反射面（５ｂ）で反射させて平行光線を出射するコリメート部材（５）が前記基板上に載置され、インテグレータ（６）がその光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とするように配置された光源装置（１）であって、前記固体発光素子が前記反射面の焦点に位置するように前記基板上の所定位置に前記コリメート部材を位置決めするための位置決め手段（３ｄ、５ｄ、１０、１３）が設けられている光源装置としたことを特徴とする。

なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。

本発明によれば、コリメート部材やインテグレータを容易かつ迅速に所定位置に位置決めして組み付けることができるため、光利用効率を確実に向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１乃至図４には、本発明の実施の形態１を示す。

なお、この実施の形態１では、固体発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）９を用い、コリメート部材として横反射鏡５を用い、インテグレータとしてフライアイレンズ６を用いているとともに、基板３に対する横反射鏡５の位置決め手段として、基板３のアライメントマーク１０と横反射鏡５の第１基準面１５との組合せを用い、横反射鏡５に対するフライアイレンズ６の位置決め手段として、横反射鏡５の第２基準面１６とフライアイレンズ６の第３基準面１７との組合せを用いている。

まず、構成を説明する。

この実施の形態１に係る光源装置１は、図１および図２に示すように、ヒートシンク２を備えており、ヒートシンク２は平坦な基板支持面２ａを有している。この基板支持面２ａ上には基板３が載置されており、基板３上には横反射鏡５が載置されている。また、ヒートシンク２の基板支持面２ａ上には、横反射鏡５の前方にフライアイレンズ６が載置されて２本のねじ７で固定されている。

ここで、基板３は、図３に示すように、長方形板状の基板本体３ａを有しており、基板本体３ａには、横反射鏡５をヒートシンク２に固定するためのボルト（図示せず）を通すための２つのボルト挿通孔３ｂ、３ｂが形成されている。さらに、基板本体３ａには、２つのパッド３ｃ、３ｃが形成されている。

そして、この基板３の上面（つまり、横反射鏡５が載置されている面）のほぼ中央部には、図２および図３に示すように、小型光源として機能する発光ダイオード（ＬＥＤ）９がヒートシンク２の中央近傍に位置するように搭載されている。また、基板３の上面には、図３に示すように、三角形のアライメントマーク１０（１０Ａ、１０Ｂ）が４つ付されているとともに、Ｔ字形の位置確認マーク１２が２つ付されている。

ここで、４つのアライメントマーク１０のうち２つのアライメントマーク１０Ａ、１０Ａは、図３に示すように、横反射鏡５をＸ軸方向（図３（ａ）上下方向）において基板３上の所定位置（具体的には、後述する放物面状の反射面５ｂの焦点に発光ダイオード９が位置するような位置）に位置決めするための位置決め手段として機能するものであって、所定の横反射鏡載置予定領域１３のＸ軸方向後方（図３（ａ）上方）でＹ軸方向（図３（ａ）左右方向）に一定の間隔を置いて並んで位置してＸ軸方向前方（図３（ａ）下方）を向いている。そして、これら２つのアライメントマーク１０Ａ、１０Ａは、２つの三角形の頂点がＹ軸方向に沿う一直線上に並んでいる。

一方、４つのアライメントマーク１０のうち残り２つのアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂは、図３に示すように、横反射鏡５をＹ軸方向において基板３上の所定位置に位置決めするための位置決め手段として機能するものであって、横反射鏡載置予定領域１３のＹ軸方向左方（図３（ａ）左方）でＸ軸方向に一定の間隔を置いて並んで位置してＹ軸方向右方（図３（ａ）右方）を向いている。そして、これら２つのアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂは、２つの三角形の頂点がＸ軸方向に沿う一直線上に並んでいる。

また、２つの位置確認マーク１２、１２は、図３に示すように、横反射鏡５をＹ軸方向において基板３上の所定位置に位置決めするときに、基板３に対する横反射鏡５のずれ量を視認するためのものであって、横反射鏡載置予定領域１３のＹ軸方向右方（図３（ａ）右方）でＸ軸方向に一定の間隔を置いて並んで位置している。

また、横反射鏡５は、図４に示すように、略半円柱状の横反射鏡本体５ａを有しており、横反射鏡本体５ａには放物面状の反射面５ｂが凹設されている。また、横反射鏡本体５ａには、横反射鏡５をヒートシンク２に固定するためのボルト（図示せず）を通すための２つのボルト挿通孔５ｃ、５ｃが貫通して形成されている。さらに、横反射鏡本体５ａの背面および左側面には、それぞれ平面状の第１基準面１５Ａ、１５Ｂが鉛直方向に形成されている。また、横反射鏡本体５ａの前面には、平面状の第２基準面１６が鉛直方向に形成されている。そして、横反射鏡５の背面の第１基準面１５Ａが基板３上のアライメントマーク１０Ａ、１０Ａに合っていると同時に、横反射鏡５の左側面の第１基準面１５Ｂが基板３上のアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂに合っているため、横反射鏡５は横反射鏡載置予定領域１３に位置決めされ、発光ダイオード９は放物面状の反射面５ｂの焦点に位置した状態となっている。

さらに、フライアイレンズ６は、図１および図２に示すように、筐筒６ａを有しており、筐筒６ａにはレンズ本体６ｂが嵌着されている。レンズ本体６ｂの前方には開口絞り６ｃが取り付けられている。また、筐筒６ａの背面には、平面状の第３基準面１７が鉛直方向に形成されている。そして、フライアイレンズ６の第３基準面１７が横反射鏡５の第２基準面１６に当たっているため、フライアイレンズ６の光軸は横反射鏡５の光軸に対して平行となっている。

ところで、この光源装置１を製造する際には、次の手順による。

まず、横反射鏡取付工程で、基板３および横反射鏡５をヒートシンク２に取り付ける。それには、基板３上に横反射鏡５を接着して仮止めした後、横反射鏡５の各ボルト挿通孔５ｃにボルト（図示せず）を通して締め付けることにより、横反射鏡５を基板３ごとヒートシンク２に固定する。

このとき、発光ダイオード９を横反射鏡５の放物面状の反射面５ｂの焦点に位置させるべく、横反射鏡５を基板３上の横反射鏡載置予定領域１３に位置決めする。

ここで、横反射鏡５の背面には第１基準面１５Ａが形成されているとともに、基板３上にはアライメントマーク１０Ａ、１０Ａが付されているので、アライメントマーク１０Ａ、１０Ａの三角形の頂点に第１基準面１５Ａを合わせることにより、横反射鏡５のＸ軸方向の位置決め作業を容易かつ迅速に行うことができる。しかも、これら２つのアライメントマーク１０Ａ、１０Ａは、上述したとおり、Ｙ軸方向に一定の間隔を置いて並んでいるため、横反射鏡５の第１基準面１５ＡがＹ軸方向に合致しない形で横反射鏡５が傾く不具合の発生を回避することができる。

また、横反射鏡５の左側面には第１基準面１５Ｂが形成されているとともに、基板３上にはアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂが付されているので、アライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂの三角形の頂点に第１基準面１５Ｂを合わせることにより、横反射鏡５のＹ軸方向の位置決め作業を容易かつ迅速に行うことができる。しかも、これら２つのアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂは、上述したとおり、Ｘ軸方向に一定の間隔を置いて並んでいるため、横反射鏡５の第１基準面１５ＢがＸ軸方向に合致しない形で横反射鏡５が傾く不具合の発生を回避することができる。これに加えて、基板３上には位置確認マーク１２、１２が付されているので、位置確認マーク１２、１２がその一部でも横反射鏡５で覆い隠されていないことを視認することにより、横反射鏡５が所定位置に位置決めされたか否かを確認することができる。

なお、横反射鏡５をボルト締めするときには、基板３が横反射鏡５に仮止めされているので、横反射鏡５のボルト締めに伴って横反射鏡５が基板３に対して位置ずれを起こす恐れはなく、横反射鏡５が基板３上の横反射鏡載置予定領域１３に位置決めされた状態を維持することができる。

こうして横反射鏡５を基板３上の横反射鏡載置予定領域１３に位置決めすると、発光ダイオード９が横反射鏡５の放物面状の反射面５ｂの焦点に位置するようになる。

次いで、フライアイレンズ取付工程に移行し、フライアイレンズ６を２本のねじ７でヒートシンク２に取り付ける。このとき、フライアイレンズ６の第３基準面１７を横反射鏡５の第２基準面１６に当てる。すると、フライアイレンズ６の光軸が横反射鏡５の光軸に対して平行となる。

ここで、光源装置１の製造が終了し、光源装置１が完成する。

次に、作用について説明する。

光源装置１は以上のような構成を有するので、この光源装置１においては、発光ダイオード９が横反射鏡５の放物面状の反射面５ｂの焦点に位置しているため、発光ダイオード９から射出される光を効率よく利用することができる。

また、この光源装置１においては、横反射鏡５の前方、つまり平行光線の進行方向前方にフライアイレンズ６が設置されているので、光束内の強度むらをなくし、光量分布を均一化することができる。しかも、このフライアイレンズ６は、上述したとおり、その光軸が横反射鏡５の光軸に対して平行となっているため、光量の減少を防ぎ、光利用効率を向上させることが可能となる。

さらに、この光源装置１においては、基板３の下側にはヒートシンク２が設けられているため、特に発光ダイオード９が高輝度のものである場合に、ヒートシンク２を介して効率よく放熱し、その分だけ発光効率を高めることができる。しかも、この発光ダイオード９はヒートシンク２の中央近傍に位置に位置しているので、発光ダイオード９の放熱効率、ひいては発光効率を最大限に高めることが可能となる。
［発明の実施の形態２］

図５には、本発明の実施の形態２を示す。

なお、この実施の形態２では、上述した実施の形態１と同様に、固体発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）９を用い、コリメート部材として横反射鏡５を用い、インテグレータとしてフライアイレンズ６を用いているとともに、基板３に対する横反射鏡５の位置決め手段として、基板３のアライメントマーク１０と横反射鏡５の第１基準面１５との組合せを用い、横反射鏡５に対するフライアイレンズ６の位置決め手段として、横反射鏡５の第２基準面１６とフライアイレンズ６の第３基準面１７との組合せを用いている。

この実施の形態２に係る光源装置１では、図５に示すように、基板３の上面に、アライメントマーク１０（１０Ａ、１０Ｂ）が６つ付されているとともに、図３に示すような位置確認マーク１２が付されていない。

ここで、６つのアライメントマーク１０のうち３つのアライメントマーク１０Ａ、１０Ａ、１０Ａは、図５に示すように、横反射鏡５をＸ軸方向（図５上下方向）において基板３上の所定位置に位置決めするための位置決め手段として機能するものであって、横反射鏡載置予定領域１３の後部（図５上部）近傍でＹ軸方向（図５左右方向）に一定の間隔を置いて並んで位置している。ここで、中央のアライメントマーク１０ＡはＸ軸方向後方（図５上方）を向いているとともに、両端の２つのアライメントマーク１０Ａ、１０ＡはＸ軸方向前方（図５下方）を向いている。そして、これら３つのアライメントマーク１０Ａ、１０Ａ、１０Ａは、３つの三角形の頂点がＹ軸方向に沿う一直線上に並んでいる。

一方、６つのアライメントマーク１０のうち残り３つのアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｂは、図５に示すように、横反射鏡５をＹ軸方向において基板３上の所定位置に位置決めするための位置決め手段として機能するものであって、横反射鏡載置予定領域１３の左部（図５左部）近傍でＸ軸方向に一定の間隔を置いて並んで位置している。ここで、中央のアライメントマーク１０ＢはＹ軸方向左方（図５左方）を向いているとともに、両端の２つのアライメントマーク１０Ｂ、１０ＢはＹ軸方向右方（図５右方）を向いている。そして、これら３つのアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｂは、３つの三角形の頂点がＸ軸方向に沿う一直線上に並んでいる。

その他の構成については、上述した実施の形態１と同様であるので、同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

したがって、この実施の形態２では、上述した実施の形態１と同じ作用効果を奏する。これに加えて、横反射鏡５を基板３上の横反射鏡載置予定領域１３に位置決めするときに、横反射鏡５のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置決め作業をますます容易かつ迅速に行うことができる。

すなわち、もし横反射鏡５が横反射鏡載置予定領域１３からＸ軸方向後方（図５上方）にずれると、３つのアライメントマーク１０Ａ、１０Ａ、１０Ａのうち両端の２つのアライメントマーク１０Ａ、１０Ａは、三角形の頂点近傍が横反射鏡５に覆い隠されてしまうので、横反射鏡５がＸ軸方向後方にずれたことが判る。逆に、もし横反射鏡５が横反射鏡載置予定領域１３からＸ軸方向前方（図５下方）にずれると、３つのアライメントマーク１０Ａ、１０Ａ、１０Ａのうち中央のアライメントマーク１０Ａは、三角形の頂点が見えるようになるので、横反射鏡５がＸ軸方向前方にずれたことが判る。したがって、上述した実施の形態１（図３に示すように、アライメントマーク１０Ａが２つしかない場合）と比べて、横反射鏡５のＸ軸方向の位置決め作業をますます容易かつ迅速に行うことができる。

また、もし横反射鏡５が横反射鏡載置予定領域１３からＹ軸方向左方（図５左方）にずれると、３つのアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｂのうち両端の２つのアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂは、三角形の頂点近傍が横反射鏡５に覆い隠されてしまうので、横反射鏡５がＹ軸方向左方にずれたことが判る。逆に、もし横反射鏡５が横反射鏡載置予定領域１３からＹ軸方向右方（図５右方）にずれると、３つのアライメントマーク１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｂのうち中央のアライメントマーク１０Ｂは、三角形の頂点が見えるようになるので、横反射鏡５がＹ軸方向右方にずれたことが判る。したがって、上述した実施の形態１（図３に示すように、アライメントマーク１０Ｂが２つしかない場合）と比べて、横反射鏡５のＹ軸方向の位置決め作業をますます容易かつ迅速に行うことができる。
［発明の実施の形態３］

図６には、本発明の実施の形態３を示す。

なお、この実施の形態３では、上述した実施の形態１と同様に、固体発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）９を用い、コリメート部材として横反射鏡５を用い、インテグレータとしてフライアイレンズ６を用いているとともに、上述した実施の形態１と異なり、基板３に対する横反射鏡５の位置決め手段として、基板３の嵌合穴３ｄと横反射鏡５の突起５ｄとの組合せを用い、基板３に対するフライアイレンズ６の位置決め手段として、基板３の嵌合穴３ｅとフライアイレンズ６の突起６ｄとの組合せを用いている。

まず、構成を説明する。

この実施の形態３に係る光源装置１は、図６に示すように、ヒートシンク２を備えており、ヒートシンク２は平坦な基板支持面２ａを有している。この基板支持面２ａ上には基板３が載置されており、基板３上には、横反射鏡５が載置されて２本のねじ８で固定されているとともに、横反射鏡５の前方にフライアイレンズ６が載置されて２本のねじ７で固定されている。

ここで、基板３は、図６に示すように、長方形板状の基板本体３ａを有している。基板本体３ａには、横反射鏡５を位置決めするための２個の嵌合穴３ｄ、３ｄが形成されているとともに、フライアイレンズ６を位置決めするための２個の嵌合穴３ｅ、３ｅが形成されている。

そして、この基板３の上面（つまり、横反射鏡５が載置されている面）のほぼ中央部には、図６に示すように、小型光源として機能する発光ダイオード（ＬＥＤ）９がヒートシンク２の中央近傍に位置するように搭載されている。

また、横反射鏡５は、図６に示すように、放物面を有する透光性光学樹脂材料（例えば、日本ゼオン株式会社製の「ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）」など）から形成されており、平板状の横反射鏡本体５ａを有している。横反射鏡本体５ａの上側には、放物面を有するドーム状の反射部５ｅが一体に凸設されており、反射部５ｅの放物面には、アルミニウムなどの金属製の反射膜が設けられて放物面状の反射面５ｂを形成している。また、横反射鏡本体５ａの下側には、２個の円筒状の突起５ｄ、５ｄが形成されている。そして、横反射鏡５の各突起５ｄが基板３の各嵌合穴３ｄに嵌合しているため、横反射鏡５は所定の横反射鏡載置予定領域に位置決めされ、発光ダイオード９は放物面状の反射面５ｂの焦点に位置した状態となっている。

さらに、フライアイレンズ６は、図６に示すように、筐筒６ａを有しており、筐筒６ａにはレンズ本体６ｂが嵌着されている。また、筐筒６ａの下側には、２個の円筒状の突起６ｄ、６ｄが形成されている。そして、フライアイレンズ６の各突起６ｄが基板３の各嵌合穴３ｅに嵌合しているため、フライアイレンズ６の光軸は横反射鏡５の光軸に対して平行となっている。

ところで、この光源装置１を製造する際には、次の手順による。

まず、基板載置工程で、ヒートシンク２の基板支持面２ａ上に基板３を載置する。

次に、横反射鏡取付工程に移行し、基板３上に横反射鏡５を載置し、基板３を挟み込む形で横反射鏡５を２本のねじ８でヒートシンク２に固定する。このとき、横反射鏡５の各突起５ｄを基板３の各嵌合穴３ｄに嵌合させる。すると、発光ダイオード９が横反射鏡５の放物面状の反射面５ｂの焦点に位置する。

次いで、フライアイレンズ取付工程に移行し、基板３上にフライアイレンズ６を載置し、基板３を挟み込む形でフライアイレンズ６を２本のねじ７でヒートシンク２に固定する。このとき、フライアイレンズ６の各突起６ｄを基板３の各嵌合穴３ｅに嵌合させる。すると、フライアイレンズ６の光軸が横反射鏡５の光軸に対して平行となる。

ここで、光源装置１の製造が終了し、光源装置１が完成する。

次に、作用について説明する。

光源装置１は以上のような構成を有するので、この光源装置１においては、発光ダイオード９が横反射鏡５の放物面状の反射面５ｂの焦点に位置しているため、発光ダイオード９から射出される光を効率よく利用することができる。

また、この光源装置１においては、横反射鏡５の前方、つまり平行光線の進行方向前方にフライアイレンズ６が設置されているので、光束内の強度むらをなくし、光量分布を均一化することができる。しかも、このフライアイレンズ６は、上述したとおり、その光軸が横反射鏡５の光軸に対して平行となっているため、光量の減少を防ぎ、光利用効率を向上させることが可能となる。

さらに、この光源装置１においては、基板３の下側にはヒートシンク２が設けられているため、特に発光ダイオード９が高輝度のものである場合に、ヒートシンク２を介して効率よく放熱し、その分だけ発光効率を高めることができる。しかも、この発光ダイオード９はヒートシンク２の中央近傍に位置に位置しているので、発光ダイオード９の放熱効率、ひいては発光効率を最大限に高めることが可能となる。

また、この光源装置１においては、横反射鏡５が樹脂製であるため、横反射鏡５を低廉に製造することができる。
［発明のその他の実施の形態］

さらにまた、上述した実施の形態１〜３では、発光ダイオード９が搭載された基板３をヒートシンク２に載置することにより、発光ダイオード９を自然空冷する場合について説明したが、発光ダイオード９の放熱効率をさらに高めるために、ヒートシンク２に向けて送風可能なファン（図示せず）を併設して強制空冷するようにしても勿論よい。

また、上述した実施の形態１〜３では、ヒートシンク２の上側に基板３が位置する光源装置１について説明したが、実際に光源装置１を使用する場合には、この光源装置１全体を上下反転させた構成とすることが、発光ダイオード９の放熱効率を向上させられる観点から好ましい。すなわち、このような構成とすれば、熱源である発光ダイオード９の上側にヒートシンク２が位置するため、自然対流によって下方から上方への空気の流れを作り出すことができる。その結果、発光ダイオード９からヒートシンク２に移動した熱が上方へ放散しやすくなり、ヒートシンク２による発光ダイオード９の放熱効率が向上する。

また、上述した実施の形態１〜３では、固体発光素子として発光ダイオード９を用いる場合について説明したが、発光ダイオード９以外の固体発光素子（例えば、半導体レーザ（ＬＤ）や有機ＥＬ素子など）を代用することもできる。

また、上述した実施の形態１〜３では、コリメート部材として横反射鏡５を用いる場合について説明したが、横反射鏡５以外のコリメート部材を代用することもできる。

また、上述した実施の形態１〜３では、インテグレータとしてフライアイレンズ６を用いる場合について説明したが、フライアイレンズ６以外のインテグレータ（例えば、四角形又は六角形の断面形状を持つガラスロッド、四角形又は六角形の断面形状を持ってその内部に反射面が備わった光トンネルなど）を代用することもできる。

さらに、上述した実施の形態１、２では、フライアイレンズ６が直接ヒートシンク２にねじ止めされている場合について説明し、上述した実施の形態３では、フライアイレンズ６が基板３を介してヒートシンク２にねじ止めされている場合について説明した。しかし、フライアイレンズ６を横反射鏡５に通しボルト（図示せず）などで固定するようにしても構わない。この場合、フライアイレンズ６が直接（つまり、ヒートシンク２や基板３を介さずに）横反射鏡５に取り付けられることになるため、たとえヒートシンク２の基板支持面２ａや基板３の加工精度が高くなくても、フライアイレンズ６の第３基準面１７を横反射鏡５の第２基準面１６に確実に接触させて、フライアイレンズ６の光軸を横反射鏡５の光軸に対して平行とすることが可能となる。また、ヒートシンク２の基板支持面２ａや基板３に高い加工精度が要求されないので、光源装置１全体の製造コストを低廉に抑えることができる。

また、横反射鏡５の取付に際して、上述した実施の形態１、２では、アライメントマーク１０と第１基準面１５との組合せを位置決め手段として用いる場合について説明し、上述した実施の形態３では、突起５ｄと嵌合穴３ｄとの組合せを位置決め手段として用いる場合について説明した。しかし、本発明においては、横反射鏡５の取付の際に用いる位置決め手段は、これらに限定されるわけではない。例えば、基板３の所定位置に突起を設け、これと第１基準面１５との組合せを位置決め手段として用いることも可能である。

また、フライアイレンズ６の取付に際して、上述した実施の形態１、２では、第２基準面１６と第３基準面１７との組合せを位置決め手段として用いる場合について説明し、上述した実施の形態３では、突起６ｄと嵌合穴３ｅとの組合せを位置決め手段として用いる場合について説明した。しかし、本発明においては、フライアイレンズ６の取付に用いる位置決め手段は、これらに限定されるわけではない。例えば、基板３の所定位置に突起を設け、これと第３基準面１７との組合せを位置決め手段として用いることも可能である。

なお、上述した実施の形態１、２では、横反射鏡５の前方にフライアイレンズ６を当てて設置した光源装置１について説明したが、フライアイレンズ６の光軸が横反射鏡５の反射面５ｂの光軸に対して平行になっている限り、フライアイレンズ６を横反射鏡５から離して設置しても構わない。

また、上述した実施の形態３では、基板３に対する横反射鏡５の位置決め手段として、基板３の嵌合穴３ｄと横反射鏡５の突起５ｄとの組合せを用いる場合について説明したが、この組合せを逆転させて、基板３に突起（図示せず）を設けるとともに、横反射鏡５に嵌合穴（図示せず）を設けるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態３では、基板３に対するフライアイレンズ６の位置決め手段として、基板３の嵌合穴３ｅとフライアイレンズ６の突起６ｄとの組合せを用いる場合について説明したが、この組合せを逆転させて、基板３に突起（図示せず）を設けるとともに、フライアイレンズ６に嵌合穴（図示せず）を設けるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態３では、基板３を利用して横反射鏡５およびフライアイレンズ６を位置決めする場合について説明したが、基板３に代えて、或いは基板３に加えて、ヒートシンク２の基板支持面２ａを利用して横反射鏡５およびフライアイレンズ６の位置決めを行うこともできる。

また、上述した実施の形態３では、透光性光学樹脂材料からなる横反射鏡５を用いる場合について説明したが、透光性光学樹脂材料以外の透光材料（例えば、低融点モールドガラス）からなる横反射鏡５を代用することもできる。

本発明は、顕微鏡、小型プロジェクタ、半導体露光装置など各種の装置・機器に用いられる光源装置に広く適用することができる。

本発明の実施の形態１に係る光源装置の斜視図である。 同実施の形態１に係る光源装置の左側面図である。 同実施の形態１に係る光源装置の基板を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその左側面図である。 同実施の形態１に係る光源装置の横反射鏡を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る光源装置の基板を示す平面図である。 本発明の実施の形態３に係る光源装置の分解斜視図である。

１……光源装置
２……ヒートシンク
２ａ……基板支持面
３……基板
３ａ……基板本体
３ｂ……ボルト挿通孔
３ｃ……パッド
３ｄ……嵌合穴（位置決め手段）
３ｅ……嵌合穴
５……横反射鏡（コリメート部材）
５ａ……横反射鏡本体
５ｂ……反射面
５ｃ……ボルト挿通孔
５ｄ……突起（位置決め手段）
５ｅ……反射部
６……フライアイレンズ（インテグレータ）
６ａ……筐筒
６ｂ……レンズ本体
６ｃ……開口絞り
６ｄ……突起
７……ねじ
９……発光ダイオード（固体発光素子）
１０……アライメントマーク（位置決め手段）
１２……位置確認マーク
１３……横反射鏡載置予定領域
１５……第１基準面（位置決め手段）
１６……第２基準面
１７……第３基準面

Claims (17)

1. 固体発光素子が搭載された基板を有し、
   前記固体発光素子から出射される光を放物面状の反射面で反射させて平行光線を出射するコリメート部材が前記基板上に載置され、
   インテグレータがその光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とするように配置された光源装置の製造方法であって、
   前記固体発光素子が前記反射面の焦点に位置するように前記基板上の所定位置に前記コリメート部材を位置決めするための位置決め手段を設け、
   前記位置決め手段により、前記コリメート部材を前記基板上の前記所定位置に位置決めして組み付けることを特徴とする光源装置の製造方法。
2. 固体発光素子が搭載された基板を有し、
   前記固体発光素子から出射される光を放物面状の反射面で反射させて平行光線を出射するコリメート部材が前記基板上に載置され、
   インテグレータがその光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とするように配置された光源装置の製造方法であって、
   前記基板にアライメントマークを付すとともに、前記コリメート部材に第１基準面を形成し、
   前記第１基準面を前記アライメントマークに合わせることにより、前記コリメート部材を前記基板上の所定位置に位置決めして組み付けることを特徴とする光源装置の製造方法。
3. 固体発光素子が搭載された基板を有し、
   前記固体発光素子から出射される光を放物面状の反射面で反射させて平行光線を出射するコリメート部材が前記基板上に載置され、
   インテグレータがその光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とするように配置された光源装置の製造方法であって、
   前記基板および前記コリメート部材の一方に突起を形成するとともに、前記基板および前記コリメート部材の他方に嵌合穴を形成し、
   前記突起を前記嵌合穴に嵌合させることにより、前記コリメート部材を前記基板上の所定位置に位置決めして組み付けることを特徴とする光源装置の製造方法。
4. 固体発光素子が搭載された基板を有し、
   前記固体発光素子から出射される光を放物面状の反射面で反射させて平行光線を出射するコリメート部材が前記基板上に載置され、
   インテグレータがその光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とするように配置された光源装置の製造方法であって、
   前記コリメート部材に第２基準面を形成するとともに、前記インテグレータに第３基準面を形成し、
   前記第３基準面を前記第２基準面に当てることにより、前記インテグレータをその光軸が前記コリメート部材の光軸に対して平行となるように位置決めして組み付けることを特徴とする光源装置の製造方法。
5. 固体発光素子が搭載された基板を有し、
   前記固体発光素子から出射される光を放物面状の反射面で反射させて平行光線を出射するコリメート部材が前記基板上に載置され、
   インテグレータがその光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とするように配置された光源装置の製造方法であって、
   前記基板および前記インテグレータの一方に突起を形成するとともに、前記基板および前記インテグレータの他方に嵌合穴を形成し、
   前記突起を前記嵌合穴に嵌合させることにより、前記インテグレータをその光軸が前記コリメート部材の光軸に対して平行となるように位置決めして組み付けることを特徴とする光源装置の製造方法。
6. 固体発光素子が搭載された基板を有し、
   前記固体発光素子から出射される光を放物面状の反射面で反射させて平行光線を出射するコリメート部材が前記基板上に載置され、
   インテグレータがその光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とするように配置された光源装置であって、
   前記固体発光素子が前記反射面の焦点に位置するように前記基板上の所定位置に前記コリメート部材を位置決めするための位置決め手段が設けられていることを特徴とする光源装置。
7. 前記基板には、前記位置決め手段としてアライメントマークが付されていることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 前記コリメート部材には、前記アライメントマークと協働して前記基板上の所定位置に位置決めするための第１基準面が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
9. 前記基板および前記コリメート部材には、一方に突起が形成されているとともに、他方に嵌合穴が前記固体発光素子を前記反射面の焦点に位置決めさせた状態で前記突起と嵌合しうるように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
10. 前記コリメート部材には、第２基準面が形成されているとともに、前記インテグレータには、第３基準面が前記第２基準面と接することによって前記インテグレータの光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とするように形成されていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の光源装置。
11. 前記基板および前記インテグレータには、一方に突起が形成されているとともに、他方に嵌合穴が前記インテグレータの光軸を前記コリメート部材の光軸に対して平行とした状態で前記突起と嵌合しうるように形成されていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の光源装置。
12. 前記基板には、ヒートシンクが設けられていることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれかに記載の光源装置。
13. 前記固体発光素子は、前記ヒートシンクの中央近傍に位置していることを特徴とする請求項１２に記載の光源装置。
14. 前記ヒートシンクは、前記固体発光素子の上方に配置されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光源装置。
15. 前記基板、前記コリメート部材および前記インテグレータは、前記ヒートシンクの平坦な基板支持面を基準として組み付けられていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の光源装置。
16. 前記基板は、放熱機能を備えていることを特徴とする請求項６乃至１５のいずれかに記載の光源装置。
17. 前記コリメート部材は、放物面を有する透光材料から形成され、この放物面に反射膜が設けられて前記反射面を形成したものであることを特徴とする請求項６乃至１６のいずれかに記載の光源装置。

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