JP2017069109A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放熱性が高く、小型化可能な光源装置を提供する。
【解決手段】 光源４と、光源４が取り付けられた載置体６と、を備え、載置体６が、発光側となる前面１４と、前面１４と反対側の裏面１６とを有し、裏面１６が、光源４の端子２８が突出する第１の面１８と、第１の面１８よりも前面１４に近い第２の面２０と、を有し、第２の面２０に、熱伝導部材８が接している光源装置２を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置に関し、特に半導体レーザ装置を備える光源装置に関するものである。

近年、プロジェクタの光源装置として、複数個の半導体レーザ装置を、保持部材に整列して搭載させた光源装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１６５７６０号公報

特許文献１に記載の光源装置では、保持部材の上面に半導体レーザ装置が取り付けられた構造なので、特に厚み方向において小型化が難しく、半導体レーザ装置の底面のみが保持部材に接触しているため、半導体レーザ装置から発する熱を放熱する効果が限定される。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、放熱性が高く、小型化可能な光源装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光源装置は、光源と、前記光源が取り付けられた載置体と、熱伝導部材と、を備え、前記載置体が、発光側となる前面と、前記前面と反対側の裏面とを有し、前記裏面が、前記光源の端子が突出する第１の面と、前記第１の面よりも前記前面に近い第２の面と、を有し、前記第２の面に、前記熱伝導部材が接している。

上記の態様によれば、放熱性が高く、小型化可能な光源装置を提供することができる。

第１の実施形態に係る光源装置を模式的に示す斜視図及び平面図である。 第１の実施形態に係る光源装置に備えられた載置体を模式的に示す平面図である。 第２の実施形態に係る光源装置を模式的に示す斜視図及び平面図である。 第２の実施形態に係る光源装置の載置体を模式的に示す平面図である。 実施形態に用いる光源の一例を示す側面図及び断面図である。 第３の実施形態に係る光源装置を模式的に示す斜視図である。 第３の実施形態に係る光源装置を模式的に示す平面図である。 載置体における光源収容部の配置例を模式的に示す平面図である。 第４の実施形態に係る光源装置を模式的に示す斜視図である。

実施形態の説明

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
はじめに、図１及び図２を参照しながら、第１の実施形態に係る光源装置の説明を行う。ここで、図１は、第１の実施形態に係る光源装置２を模式的に表し、（ａ）は、第１の実施形態に係る光源装置２及びヒートパイプ８を介して接続された放熱装置５０を示す斜視図であって、光源装置２の載置体６を発光側となる前面１４側から見た図である。本実施形態では、光源装置２が、熱伝導部材としてヒートパイプ８を有している。
図１の（ｂ）は、（ａ）の矢印Ａから見た平面図であり、光源装置２の載置体６を、前面と反対側の裏面１６側から見た平面図である。更に詳細に述べれば、図１の（ｂ）では、光源装置２の載置体６にヒートパイプ８が取り付けられている状態が示されている。
図１の（ｃ）は、（ｂ）の矢印Ｂから見た光源装置２の平面図である。更に詳細に述べれば、ヒートパイプ８の放熱装置５０側に延びる方向とは反対側の端部から見た平面図である。

図２は、図１に示された光源装置２が備える載置体６を模式的に表し、（ａ）は、載置体６を前面１４側から見た平面図であり、（ｂ）は、載置体６を裏面１６側から見た平面図である。図２の（ｃ）は、（ｂ）の矢印Ｃから見た平面図であり、図１の（ｃ）と同じ位置から載置体６を見た平面図である。つまり、図１の（ｃ）に示す図から、載置体６だけを抜き出して示した図である。

第１の実施形態に係る光源装置２は、光源４、光源４が取り付けられた載置体６、及び熱伝導部材としてのヒートパイプ８を備えている。本実施形態では、４個の光源４が並んだ列が３列設けられており、計１２個の光源４が載置体６に取り付けられている、ただし、これに限られるものではなく、光源４の数は、１以上の任意の数にすることができ、１つの列に並ぶ光源４の数も、２以上の任意の数にすることができ、光源４の列の数も、１以上の任意の数にすることができる。
本実施形態では、光源４として半導体レーザ（ＬＤ）を用いているが、これに限られるものではなく、発光ダイオード（ＬＥＤ）をはじめとするその他の任意の発光装置を光源４として用いることができる。

図１の（ａ）に示すように、載置体６には、各光源に対応して、光源収容部（光源を収容する凹領域）３０が設けられ、光源４は、光源収容部（凹領域）３０の中に挿入されている。そして、図５の光源４の詳細図に示すように、光源４の基体４４の側面及び底面が、半田等の固定材料を介して、光源収容部（凹領域）３０の内面に当接している。このように、光源４の基体４４の側面及び底面が、載置体６の光源収容部（凹領域）３０の内面に当接しているので、光源４から出射する光の位置精度を正確に調整することが可能となる。

更に、光源４が半導体レーザ（ＬＤ）の場合、光源４が高温になる課題が生じるが、下記に詳細に説明するように、光源４が光源収容部（凹領域）３０の中に収容される配置により、光源４からの発熱を効率良く排熱することができる。

図１の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、光源装置２の載置体６の裏面１６に、熱伝導部材であるヒートパイプ８が接しており、このヒートパイプ（熱伝導部材）８は、放熱装置５０に接続されている。
光源４からの熱は、光源収容部（凹領域）３０で複数の面（側面及び底面）で接する載置体６に流れ、更に、載置体６に接するヒートパイプ（熱伝導部材）８を介して、放熱装置５０に流れる。このように、載置体６に設けられた光源収容部（凹領域）３０により、光源４から発生した熱を、放熱装置５０まで効率良く運ぶことができ、放熱性能が向上できる。

なお、図１の（ｃ）には、載置体６に光源４（図では端子２８のみが見えている）及びヒートパイプ（熱伝導部材）８だけでなく、光源４の端子２８と電気的に接続される配線基板６０が配置されているところを示している。

図２の（ｃ）に示すように、載置体６の裏面１６は、光源４の端子２８が突出する第１の面１８、及び第１の面１８よりも前面１４に近い第２の面２０を有している。この第２の面２０に、ヒートパイプ（熱伝導部材）８が接している。また、第１の面１８には、光源４の端子２８と電気的に接続される配線基板６０が配置されている。
更に、載置体６の裏面１６は、第１の面１８より前面１４から遠い第３の面２２を有している。以上のように、載置体６の裏面１６は、裏面側の方向から見える全ての面を含み、本実施形態では、前面１４に近い側から順に、第２の面２０、第１の面１８及び第３の面２２を有している。

載置体６を前面１４側から見た図２の（ａ）では、光源４を収納する空間である光源収容部（凹領域）３０と、光源収容部（凹領域）３０の底面から更に裏面１６側に設けられた端子収容部（端子を収容する凹領域）３２が示されている。端子収容部（端子を収容する凹領域）３２は、光源収容部（凹領域）３０の底面と第１の面１８とを繋ぐ貫通穴であり、光源４の端子２８が第１の面１８から裏面１６側に突出する。
本実施形態では、平面視において、光源４の端子２８が光源４の中心からずれて配置されており、それに応じて、端子収容部（凹領域）３２も、光源収容部（凹領域）３０の中心からずれて配置されている。この端子収容部（凹領域）３２の配置については、図８を用いて追って詳細に述べる。

載置体６を裏面１６側から見た図２の（ｂ）では、端子収容部（凹領域）３２の第１の面１８に設けられた開口である端子用開口３２ａが示されている。この端子用開口３２ａから光源４の端子２８が突出する。

図２の（ｃ）に示すように、本実施形態では第２の面２０が曲面になっている。この場合、外面が曲面の（例えば、断面が円形や楕円形の）ヒートパイプ（熱伝導部材）８の外形に応じて、第２の面２０を曲面で形成することにより、ヒートパイプ（熱伝導部材）８が載置体６に確実に接するようにすることができ、放熱性能が向上できる。
特に、第２の面２０が曲面であると、外面が曲面のヒートパイプ（熱伝導部材）８を確実に第２の面２０に接するように取り付けることができ、限られた裏面１６のスペースの中で、接する面の面積を大きくとることができる。

ただし、ヒートパイプ（熱伝導部材）８の外面が曲面の場合に限られるものではなく、例えば、外面が平面の（例えば、正方形、矩形断面の）ヒートパイプ（熱伝導部材）８の場合には、それに応じて、第２の面２０が平面である場合もあり得る。この場合には、平面を有するヒートパイプ（熱伝導部材）８を確実に第２の面２０に接するように取り付けることができる。また、第２の面２０の成形がし易く、載置体６の製造コストを低減できる。

図２の（ｃ）において、載置体６の裏面側には第１の凹領域２４が形成される。第１の凹領域２４は、第１の面１８（底面に相当）と、第１の面１８及び第３の面２２を繋ぐ内側面と、で規定される空間である。

また、載置体６における第１の凹領域２４の底部には第２の凹領域２６が形成される。第２の凹領域２６は、曲面である第２の面２０（底面に相当）で規定される空間である。本実施形態では、光源４の並んだ列（計３列）に沿って、２つの第２の凹領域２６が設けられている。
なお、第２の面２０が平面である場合には、第２の凹領域２６は、第２の面２０（底面に相当）と、第２の面２０及び第１の面１８を繋ぐ側面とで囲まれた上面が開口になった空間となる。

図１の（ｃ）に示すように、端子収容部（凹領域）３２の第１の面１８に設けられた開口である端子用開口３２ａから突出した光源４の端子２８は、第１の凹領域２４の中に位置する。載置体６の第３の面２２は、端子２８の先端よりも前面１４から遠い位置にあるので、端子２８を保護することができる。また、端子２８と電気的に接続される配線基板６０は、第１の面に配置されており、第１の凹領域２４の中に収まるようになっている。

以上のように、第１の面に、端子２８と電気的に接続される配線基板６０が配置されているので、第２の面に熱伝導部材が接する載置体６において、スペースを有効に利用して配線基板６０を配置することができる。
また、第３の面２２は、配線基板６０よりも前面１４から遠い位置（裏面側）にあるので、端子２８や端子２８に接続する配線基板６０を保護することができる。また、第３の面２２を光源装置２の実装面とすることもでき、第３の面２２を冷却部材に接するように配置して、冷却効率を高めることもできる。

配線基板６０は、光源４が並んだ列に沿って延びた３つの配線基板６０から構成されている。３つの配線基板６０は、個々に電気的に独立している場合（例えば、３つの列の光源４を個別に制御する場合）も、電気的に繋がっている場合（３つの列の光源４をまとめて制御する場合）もあり得る。３つの配線基板６０が電気的に繋がっている場合には、例えば、ヒートパイプ（熱伝導部材）８の放熱装置５０側に延びる方向とは反対側の端部側において（図１の（ｂ）でヒートパイプ８の端部の右側）、３つの基板を繋いだＥ字形の形状の配線基板６０とすることもできる。

図１の（ｃ）に示すように、隣り合った配線基板６０の間にはヒートパイプ（熱伝導部材）８が配置されている。本実施形態では、第１の面１８よりも前面１４に近い位置に第２の面２０が設けられており、この第２の面２０に熱伝導部材であるヒートパイプ（熱伝導部材）８が接している。従って、より大きな断面形状のヒートパイプ（熱伝導部材）８を配置することができるので、冷却効率を更に高めることができる。

＜光源４の説明＞
本実施形態に用いる光源４の一例を、図５を用いて説明する。図５の（ａ）は、半導体素子４１の載置面側から光源４を見た側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＧ−Ｇ断面から見た断面図である。図５から明らかなように、光源４では、基体４４の上面に載置部材４３が設けられ、サブマウント４２を介して半導体素子４１が載置されている。サブマント４２に電気的に接続されたワイヤ４５が端子２８の上端に電気的に接続され、端子２８は基体４４の下面から下側に延在している。この基体４４の側面と、載置体６の光源収容部（凹領域）３０の内側面が半田等を介して当接し、基体４４の底面と載置体６の光源収容部（凹領域）３０の底面が半田等を介して当接する。半導体素子４１の具体例としては半導体レーザ（ＬＤ）が挙げられる。
なお、半導体素子４１の構造は特に限定されておらず、また発光波長も互いに同じであってもよいし、赤、緑、青等、互いに異なっていてもよい。

＜載置体６の説明＞
載置体６は、光源４を保持する部材である。載置体６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金のほか、銅または銅合金も好ましく、このほかステンレス鋼（オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系）、鉄鋼材料（機械構造用炭素鋼、一般構造用圧延鋼）、スーパーインバー、コバール等、または窒化アルミニウムなどのセラミックを用いることができる。。

＜ヒートパイプ８の説明＞
熱伝導体として機能するヒートパイプ８は、円柱形状のヒートパイプを用いることができるし、角柱形状のヒートパイプを用いることもできる。パイプ材質は銅管で、表面にめっき処理がされていてもよい。パイプ内部には、熱運搬のために水が封止されており、劣化防止を目的として真空処理がなされている。
ヒートパイプ（熱伝導部材）８と載置体６とは、半田を用いて固定することもできるし、カシメ締めにより固定することもできる。なお、上述のように、第２の面２０が曲面の場合には、第２の面２０がヒートパイプ（熱伝導部材）８と接し、第２の面２０が平面の場合には、第２の面２０（底面に相当）及び第２の面２０及び第１の面１８の間を繋ぐ側面がヒートパイプ（熱伝導部材）８と接する。

＜放熱装置５０の説明＞
本実施形態の放熱装置５０は、ヒートシンクであり、パイプ形状が固定しやすい複数のフィンが積層された放熱装置（スタックフィンタイプ）が望ましい。また、パイプ（ヒートパイプ８）とフィンとの固定は半田を用いてもよいが、カシメ締めにすることで、後工程で加熱処理した際の不具合を防止できる。フィンの材質はステンレスや銅、アルミ材が挙げられるが、放熱性とコストの観点から、１０００番台や６０００番台のアルミ板金が望ましい。

以上のように、本実施形態では、第１の面１８よりも前面１４に近い位置に設けられた第２の面２０にヒートパイプ（熱伝導部材）８が接しているので、小型化可能な載置体６において、より大きな断面形状のヒートパイプ（熱伝導部材）８を配置することができ、冷却効率を更に高めることができる。よって、放熱性が高い小型化可能な光源装置２を提供することができる。

図１の（ｃ）から明らかなように、第１の面１８、第２の面２０及び第３の面２２により画定される第１の凹領域２４及び第２の凹領域２６の中に、配線基板６０及びヒートパイプ（熱伝導部材）８を、無駄な空間を最小限にして、効率的に配置することができる。特に、第３の面２２は、載置体の最下面となるので、第３の面２２を実装面として基板に実装することができ、光源４の端子２８や端子２８に接続する配線基板６０を確実に保護することができる。
なお、配線基板６０等が第３の面２２よりも外側に飛び出ていないので、第３の面２２を熱伝導部材やその他の冷却装置に接触させて、冷却効率を更に高めることもできる。

（第２の実施形態）
次に、図３及び図４を参照しながら、第２の実施形態に係る光源装置の説明を行う。ここで、図３は、第２の実施形態に係る光源装置２を模式的に表し、（ａ）は、第２の実施形態に係る光源装置２及びヒートパイプ８を介して接続された放熱装置５０を示す斜視図であり、光源装置２の載置体６を前面１４側から見た平面図である。
図３の（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｄから見た図であり、光源装置２の載置体６を裏面１６側から見た平面図であり、光源装置２の載置体６にヒートパイプ８が取り付けられているのが示されている。図３の（ｃ）は、（ｂ）の矢印Ｅから見た図であり、光源装置２を、ヒートパイプ８の放熱装置５０側に延びる方向とは反対側の端部から見た平面図である。

図４は、図３に示された光源装置２に備えられた載置体６を模式的に表し、（ａ）は、載置体６を前面１４側から見た平面図であり、（ｂ）は、載置体６を裏面１６側から見た平面図である。図４の（ｃ）は、（ｂ）の矢印Ｆから見た図であり、図３の（ｃ）と同じ位置から載置体６を見た平面図である。

第２の実施形態では、光源装置２は、熱伝導部材として高熱伝導片１０を有しており、第２の面２０に、高熱伝導片（熱伝導部材）１０が接している。高熱伝導片（熱伝導部材）１０では、第２の面２０に接する面と反対の面がヒートパイプ８に接している。

上記の高熱伝導片（熱伝導部材）１０に関する点を除き、第２の実施形態は第１の実施形態と同様なので、下記においては、高熱伝導片（熱伝導部材）１０に関する説明を主に行い、その他の説明は省略する。

図４の（ｃ）に示すように、本実施形態では、載置体６の第２の面２０が平面であり、第２の面２０と第１の面１８とを繋ぐ側面が垂直な平面となっていて、第２の凹領域２６は矩形の断面形状を有している。図３の（ｃ）に示すように、このような第２の面２０及び側面に、熱伝導部材として高熱伝導片１０が嵌合している。高熱伝導片（熱伝導部材）１０は、第２の面２０に接する面と反対の面が曲面であり、その曲面に円柱形状のヒートパイプ８が嵌合している。つまり、本実施形態では、高熱伝導片（熱伝導部材）１０を介して、載置体６とヒートパイプ８とが熱的に接続されている。

高熱伝導片（熱伝導部材）１０が載置体６に当接し、ヒートパイプ８にも当接するため、光源４からの熱を面形状で受けることができ、より効率良くヒートパイプ８に受け渡すことができる。よって、ヒートパイプ８を介して放熱装置５０で高効率な放熱性能を得ることができる。

＜高熱伝導片（熱伝導部材）１０の説明＞
高熱伝導片（熱伝導部材）１０は、載置体６よりも熱伝導率が高い部材が好ましく、例えば、銅合金等が挙げられる。また、即時に熱伝導体に伝熱することで放熱効果が上昇するので、薄板形状であることが好ましい。
高熱伝導片（熱伝導部材）１０と載置体６との間の接合、及び高熱伝導片（熱伝導部材）１０とヒートパイプ８との間の接合は、半田を用いて固定することもできるし、カシメ締めにより固定することもできる。

本実施形態では、矩形の断面形状の第２の凹領域２６及び円柱形状のヒートパイプ８と嵌合するため、高熱伝導片（熱伝導部材）１０は、角形の外形と丸形の内形を有する略コの字形の形状を有している。特に、ヒートパイプ８を挟み込む高熱伝導片（熱伝導部材）１０の両側部分は、載置体６の第３の面２２の位置まで延びており、第３の面２２とともに冷却部材と接するようにすることで、放熱効果を高めることができる。
ただし、高熱伝導片（熱伝導部材）１０の形状は、図３の（ｃ）に示す形状に限られるものではなく、第２の凹領域２６の断面形状やヒートパイプ８の外形に応じて、任意の外形及び内形を有することができる。

以上のように、本実施形態では、載置体６及びヒートパイプ８と面で繋がった熱伝導率の高い高熱伝導片（熱伝導部材）１０を用いることにより、第１の実施形態と同様に、放熱性が高い小型化可能な光源装置２を提供することができる。

（第３の実施形態）
次に、図６を参照しながら、第３の実施形態に係る光源装置の説明を行う。ここで、図６は、第３の実施形態に係る光源装置２を模式的に表し、（ａ）は、第３の実施形態に係る光源装置２及び高熱伝導要素１２を介して接続された放熱装置５０を示す斜視図であり、光源装置２の載置体６を前面１４側から見た図である。
図６の（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｈの方向から見た図であり、光源装置２の載置体６を裏面１６側から見た斜視図であり、光源装置２の載置体６に高熱伝導要素１２が取り付けられているのが示されている。図６の（ｃ）は、（ｂ）の状態から、高熱伝導要素１２を取り除いて、載置体６だけを裏面１６側から見た斜視図である。
なお、図６の（ａ）では、４つの載置体６が高熱伝導要素１２を介して放熱装置５０に取り付けられた状態を示しており、（ｂ）及び（ｃ）では、その中の１つの載置体６を裏面１６側から示している。

第１の実施形態では、載置体６の第２の面２０にヒートパイプ（熱伝導部材）８が接しており、このヒートパイプ（熱伝導部材）８が放熱装置５０に接続されているが、本実施形態では、載置体６の第２の面２０に、熱伝導部材として機能する高熱伝導要素１２が接しており、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２が、載置体６の一方向における長さよりも長くなっている。更に、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２の第２の面２０に接する面と反対の面が放熱装置５０に接している。
なお、本実施形態では、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２だけでなく、放熱装置５０も光源装置２に含まれる。ただし、これに限られるものではなく、光源装置２が、放熱装置５０に接する高熱伝導要素（熱伝導部材）１２は含むが、放熱装置５０は含まない態様もあり得る。

上記の点を除き、第３の実施形態は第１の実施形態と同様なので、下記においては、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２に関する説明を主に行い、その他の説明は省略する。

図６の（ｃ）に示すように、本実施形態では、載置体６の第２の面２０が平面であり、第２の面２０と第１の面１８とを繋ぐ側面が垂直な平面となっていて、第２の凹領域２６は矩形の断面形状を有している。図６の（ｂ）に示すように、このような第２の面２０及び側面に、熱伝導部材として高熱伝導要素１２が嵌合している。高熱伝導要素（熱伝導部材）１２は、第２の面２０に接する面と反対の面が平面であり、第２の面２０に接する面と反対の面が放熱装置５０に接している。

これにより、図６の（ａ）に示すように、複数（図では８つ）の光源４が光源収容部（凹領域）３０内に収められた複数（図では４つ）の載置体６が、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を介して、放熱装置５０の取付面５０ａに取り付けられている。本実施形態では、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２の光源４の列に沿った長さが載置体６よりも長く、放熱装置５０の取付面５０ａの端部まで達する長さを有している。

載置体６が高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を介して放熱装置５０の取付面５０ａに取り付けられた構造を実現するため、本実施形態では、載置体６及び高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を固定し、載置体６と固定された高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を放熱装置５０の取付面５０ａに固定することで実現している。
図６の（ｃ）に示すように、載置体６の裏面１６側にはネジ穴３４が設けられており、図６の（ｂ）に示すように、締結部材３８を、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２に設けられた穴３６に通してネジ穴３４に取り付けることにより、載置体６及び高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を固定することができる。高熱伝導要素（熱伝導部材）１２は載置体６よりも長いので、例えば、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２の載置体６よりも外側の領域に取り付け用の穴を設けて、締結部材で高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を放熱装置５０の取付面５０ａに固定することができる。

ただし、これに限られるものではなく、締結部材を載置体６の穴に通して、放熱装置５０の取付面５０ａに固定することもできる。この場合には、載置体６及び放熱装置５０を締結する力で、両者の間に位置する高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を固定することもできるし、これに加えて、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を載置体６や放熱装置５０に個別に固定することもできる。また、締結部材を用いた固定方法だけでなく、半田を用いて固定することもできるし、カシメ締めにより固定することもできる。

＜高熱伝導要素（熱伝導部材）１２の説明＞
高熱伝導要素（熱伝導部材）１２は、高熱伝導片（熱伝導部材）１０と同様に、載置体６よりも熱伝導率が高い部材が好ましく、例えば、銅合金等が挙げられる。また、即時に熱伝導体に伝熱することで放熱効果が上昇するので、厚み寸法は薄いことが望ましい。
なお、本実施形態では、載置体６に接する面も、放熱装置５０に接する面も平面で構成されているが、これに限られるものではなく、曲面で構成することもできる。

次に、図７を参照しながら、載置体６及び高熱伝導要素（熱伝導部材）１２の側面形状について、更に詳細に述べる。図７の（ａ）及び（ｂ）は、共に図６の（ａ）の矢印Ｊから見た平面図である。（ａ）では、第３の面２２が放熱装置５０の取付面５０ａに接しており、（ｂ）では、第３の面２２が、距離Ｘだけ、放熱装置５０の取付面５０ａから離間している点で異なる。なお、その他の点については同様である。

本実施形態では、１つの載置体６において、複数の光源４が並んだ列であって、互いに平行な隣り合った第１の列（例えば、図面左側の列）の及び第２の列（例えば、図面右側の列）が配置され、第１の列に配置された光源４の端子２８に電気的に接続される第１の配線基板（例えば、図面左側の配線基板）６０、及び第２の列に配置された光源４の端子２８に電気的に接続される第２の配線基板（例えば、図面右側の配線基板）６０を有し、第１の配線基板６０と第２の配線基板６０との間に、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２が配置されている。
なお、第１の配線基板６０及び第２の配線基板６０は、電気的に繋がった１つの配線基板の一部である場合も、電気的に独立し配線基板である場合もあり得る。

図７から明らかなとおり、第１の配線基板６０と第２の配線基板６０との間に、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２が配置されており、無駄な空間を最小限にして、効率的に配置することができる。

また、図７に示すように、光源４は、端子２８が光源４の中心からずれて配置されており、第１の列に配置された光源４の端子２８及び第２の列に配置された光源４の端子２８の間の距離が最も大きくなるように光源４が配置されている。つまり、載置体６の幅方向（光源４の列に垂直な方向）において、光源４の端子２８が互いに外側に位置するように配置されている。

以上のように、隣接する第１の列及び第２の列に配置された光源４の端子２８の間の距離が最も大きくなるように光源４が配置されているので、端子２８に電気的に接続された第１の配線基板６０と第２の配線基板６０との間の距離を大きくとることができるので、間に配置される高熱伝導要素（熱伝導部材）１２の断面の大きさを大きくすることができる。よって、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２による放熱効率を高めることができる。

図７の（ａ）に示すように、載置体６の第３の面２２が放熱装置５０の取付面５０ａに接している場合には、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を介した放熱装置５０への放熱に加えて、載置体６から放熱装置５０へ直接の放熱するルートも加わるため、冷却効率の向上が期待できる。

また、図７の（ｂ）に示すように、載置体６の第３の面２２が放熱装置５０の取付面５０ａから離間している場合には、載置体６の熱膨張により、締結部材等に過度の力が加わるのを未然に防ぐことができる。離間する距離Ｘは、載置体６や高熱伝導要素（熱伝導部材）１２の温度分布や材質（熱膨張率等）に応じて、最適な値を設定することが好ましい。

＜載置体６における光源収容部３０の配置の説明＞
次に、図８を参照しながら、載置体６における光源収容部３０の配置の説明を行う。図８は、載置体６における光源収容部３０の配置例を模式的に示す平面図である。
図８には、４つの光源４が並んだ列が、１〜５列の場合の配置を示す。光源４は、端子２８が光源４の中心からずれて配置されており、図７に示す場合と同様な思想に基づいて、隣接した列に配置された光源４の端子２８の間の距離が大きくなるような配置を行う。

図８の（ａ）は、光源４の列が１列の場合を示す。この場合、各光源４の端子２８が一列に並ぶように配置されている。
図８の（ｂ）は、光源４の列が２列の場合を示す。この場合は、図７に示す配置と同様であり、各列の光源４の端子２８の間の距離が最大となるように、端子２８が載置体６の幅方向で外側に並ぶように配置されている。このような、隣接した列に配置された光源４の端子２８の間の距離が最も大きくなるように配置した場合の端子間距離をＬ１とする。

図８の（ｃ）は、光源４の列が３列の場合を示す。この場合、図面上側の２列に関しては、（ｂ）の場合と同様に、隣接した列の端子２８の間の距離が最も大きいＬ１となるように配置してある。一方、図面下側の２列に関しては、２つ列の端子２８が光源４の中心よりも下側に並ぶように配置されている。よって、２つ列の端子２８が同じ側に並んでいるので、光源４の中心の間の距離と同じＬ２（中間の距離）となる。

図８の（ｄ）は、光源４の列が４列の場合の第１の例を示す。この場合、図面上側の２列及び下側の２列に関しては、（ｂ）の場合と同様に、隣接した列の端子２８の間の距離が最も大きいＬ１となるように配置してある。一方、図面中央の２列に関しては、２つ列の端子２８が共に内側に配置されることになる。よって、２つ列の端子２８の距離は最も短いＬ３となる。
図８の（ｅ）は、光源４の列が４列の場合の第２の例を示す。この場合、図面上側の２列に関しては、（ｂ）の場合と同様に、隣接した列の端子２８の間の距離が最も大きいＬ１となるように配置してある。一方、それよりも下の列に関しては、２つ列の端子２８が同じ側に並んだ中間の距離Ｌ２となるように配置される。

以上のように、（ｄ）に示すように、端子２８の間の距離が最大のＬ１の列の対（２つの列）がより多く生じるようにする配置の場合には、端子２８の間の距離が最小のＬ３となる列の対も生じる。一方、（ｅ）に示すように、端子２８の間の距離がＬ１となる列の対の数を抑えて、端子２８の間の距離が最小のＬ３となる列の対が生じないようにする配置も可能である。

図８の（ｆ）は、光源４の列が５列の場合の第１の例を示し、図８の（ｆ）は、端子２８の間の距離が最大のＬ１の列の対がより多く生じるようにする配置してあり、端子２８の間の距離が最小のＬ３となる列の対も生じている。一方、（ｇ）では、端子２８の間の距離がＬ１となる列の対の数を抑えて、端子２８の間の距離が最小のＬ３となる列の対が生じないように配置してある。
何れの場合でも、発熱の状態や、必要とされる冷却性能、配線基板６０の大きさ等を考慮して、適宜最適な配置を定めるのが好ましいる

（第４の実施形態）
次に、図９を参照しながら、第４の実施形態に係る光源装置の説明を行う。ここで、図９は、第４の実施形態に係る光源装置２を模式的に表し、（ａ）は、光源装置２の載置体６を裏面１６側から見た斜視図であり、光源装置２の載置体６に高熱伝導要素（熱伝導部材）１２が取り付けられているのが示されている。図９の（ｂ）は、（ｃ）の状態から、高熱伝導要素１２を取り除いて、載置体６だけを裏面１６側から見た斜視図である。なお、図９の（ａ）及び（ｂ）では、１つの載置体６を裏面１６側から示している。

第４の実施形態を第３の実施形態と比較すると、図９の（ｂ）に示すように、第４の実施形態では、載置体６の裏面１６は、光源４の端子２８が突出する第１の面、及び第１の面１８より前面１４から遠い第３の面２２を有するが、第１の面１８よりも前面１４に近い第２の面を有していない点で異なる。その他の点については、第４の実施形態は、第３の実施形態と同様である。
同じ大きさの載置体６を考えた場合、第４の実施形態では、高熱伝導要素（熱伝導部材）１２を配置するスペースが、第３の実施形態の場合よりも小さくなるが、必要とされる冷却能力や小型化の必要性によっては実施可能である。載置体６の構造は単純になるので、製造コストが低減できる。

以下、光源装置２の１つの実施例について説明する。
＜実施例＞
この光源装置２は、図１に示す第１の実施形態に係るプロジェクタ用の光源であって、以下のように構成されている。

実施例の光源装置は、アルミニウム合金製の母材にめっき処理が施されている載置体と、半導体レーザ（ＬＤ）の光源と、載置体に載置してあるヒートパイプと、ヒートパイプに組み付けてある放熱装置（スタックフィン）により構成されている。

載置体は、厚さ１２．４ｍｍの略板上の部材であって、直径９．０５ｍｍで深さ４．９ｍｍの開口（光源収容部）と、その底部に光源のリード端子を通すための楕円形貫通穴（端子収容部）と、の対からなる穴を１２個有する。この穴は４行３列に配置され、各行における２つの穴の中心間距離と、各行の間隔はいずれも１１ｍｍであり。裏面にはヒートパイプが取付け可能な半円状凹部（第２の凹領域）があり、その脇部に回路基板を設置可能な薄膜部（第１の凹領域）がある。この薄膜部（第１の凹領域）に光源のリード端子及び回路基板を収容することが可能である。

光源は、ステムに半導体レーザ素子が実装され、並びにガラス窓を保持したキャップが固定されて、構成されている。ステムは、それぞれ銅合金の母材の表面に金のめっきが施された、ブロック状の素子実装部と、２本のリード端子と、直径９ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの円盤状のベース部（其体）と、を有する。ステムの素子実装部には、窒化アルミニウム基板の上面及び下面に金-錫系の共晶半田を有するサブマウントを介して、窒化物半導体レーザ素子が接着されている。キャップは、ステンレス製で直径６．８５ｍｍの円筒状の部材であって、その下端の鍔状部がステムのベース部の上面に溶接されている。キャップの上部には、ガラス製の窓が固定されている。なお、ステムのベース部（其体）の側面には、上面から下面に貫通する、上面視で略三角形状の窪み（切欠）が設けられている。

そして、載置体の開口穴部（光源収容部）に、上述の光源のステムのベース部（其体）が収容されており、ベース部（其体）の背面及び側面と、それに各々対向する開口穴部の底面及び側面と、が、その間に介在する接着剤により接着されている。なお、この接着部材は錫‐銀‐銅系の半田である。

開口部（光源収容部）の穴径は９．０４〜９．０６ｍｍの範囲で設けられており、ステムのベース部（其体）が直径９ｍｍなので、間に介在する半田の厚みを数十ミクロンオーダーに制御することができる。よって、光源装置内の光源を精度良く実装することができ、薄膜半田層による低熱抵抗化の効果で、放熱特性向上が可能となる。

ヒートパイプは、直径φ６ｍｍの円柱形状で、保持部材のＲ３ｍｍの凹部に設置するように半田にて固定されている。保持部材の凹部に固定されているため、半導体レーザ装置のステムのベース部（其体）から瞬時に熱を伝達することが可能である。

放熱装置は、ヒートパイプにカシメ締めにより固定されており、板厚０，２ｍｍのアルミ製の板金である。放熱装置は、図示しないファンにより、冷却されることで、高密度に配置することが可能となり、小スペースで高効率性を確保することが可能になる。

本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

本発明の光源装置は、プロジェクタ、液晶のバックライト用光源、照明用光源、各種インジケータ用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、信号機など、種々の光源に用いることができる。

２ 光源装置
４ 光源
６ 載置体
８ ヒートパイプ（熱伝導部材）
１０ 高熱伝導片（熱伝導部材）
１２ 高熱伝導要素（熱伝導部材）
１４ 前面
１６ 裏面
１８ 第１の面
２０ 第２の面
２２ 第３の面
２４ 第１の凹領域
２６ 第２の凹領域
２８ 端子
３０ 光源収容部（光源を収容する凹領域）
３２ 端子収容部（端子を収容する凹領域）
３２ａ 端子用開口
３４ ネジ穴
３６ 穴
３８ 締結部材
４１ 半導体発光素子
４２ サブマント
４３ 載置部材
４４ 其体
４５ ワイヤ
５０ 放熱装置
５０ａ 取付面
６０ 配線基板

Claims (12)

1. 光源と、
   前記光源が取り付けられた載置体と、
   熱伝導部材と、
   を備え、
   前記載置体が、発光側となる前面と、前記前面と反対側の裏面とを有し、
   前記裏面が、前記光源の端子が突出する第１の面と、前記第１の面よりも前記前面に近い第２の面と、を有し、
   前記第２の面に、前記熱伝導部材が接していることを特徴とする光源装置。
2. 前記載置体の裏面は、前記第１の面より前記前面から遠い第３の面を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記第２の面が曲面であることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
4. 前記第２の面が平面であることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
5. 前記熱伝導部材はヒートパイプであって、前記ヒートパイプが前記第２の面に接していることを特徴とする請求項１から４の何れか1項に記載の光源装置。
6. 前記光源装置は、ヒートパイプをさらに有し、
   前記熱伝導部材は、前記第２の面に接する面と反対の面が前記ヒートパイプに接している請求項１から４の何れか１項に記載の光源装置。
7. 前記光源装置は、放熱装置をさらに有し、
   前記熱伝導部材は、前記載置体の一方向における長さよりも長いとともに、前記第２の面に接する面と反対の面が前記放熱装置に接していることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の光源装置。
8. 前記光源装置は、放熱装置をさらに有し、
   前記熱伝導部材は、前記載置体の一方向における長さよりも長いとともに、前記第２の面に接する面と反対の面が前記放熱装置に接しており、
   前記載置体の前記第３の面がさらに前記放熱装置に接していることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
9. 前記前面に、前記光源を収容する凹領域が形成されていることを特徴とする請求項１から８の何れか1項に記載の光源装置。
10. 前記第１の面に、前記光源の前記端子と電気的に接続される配線基板が配置されていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の光源装置。
11. 複数の前記光源が並んだ列であって、互いに平行な隣り合った第１の列及び第２の列が配置され、
    前記第１の列に配置された前記光源の前記端子に電気的に接続される第１の配線基板、及び前記第２の列に配置された前記光源の前記端子に電気的に接続される第２の配線基板を有し、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板との間に、前記熱伝導部材が配置されることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
12. 前記光源は、前記端子が前記光源の中心からずれて配置されており、
    前記第１の列に配置された前記光源の前記端子及び前記第２の列に配置された前記光源の前記端子の間の距離が最も大きくなるように前記光源が配置されることを特徴とする請求項１１に記載の光源装置。