(57)【要約】【課題】出力する光に関し、種々の仕様に効率的に対応できる発光モジュールの製造方法を提供する。或いは、搭載する発光素子の数が調整された好適な形態の発光モジュールを提供する。【解決手段】発光モジュールの製造方法は、複数の発光素子が載置された発光装置２０であって、搭載される発光素子の数が互いに１つ異なる第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂを準備する工程と、１つの発光装置２０に対応した接続パターンであって、同じ接続パターンが複数設けられた実装面を有する第１実装基板１０ａを準備する工程と、第１実装基板１０ａの実装面に設けられた複数の接続パターンに対し、第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂの中から選択された複数の発光装置２０を実装する工程と、を含み、少なくとも連続した３つの数から選択される任意の数の発光素子が搭載された発光モジュール１００の製造が可能なものである。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が載置された発光装置を１又は複数実装した発光モジュールの製造における、前記発光モジュールの製造方法であって、
前記発光装置であって、搭載される発光素子の数が互いに１つ異なる第１発光装置及び第２発光装置を準備する工程と、
１つの前記発光装置に対応した接続パターンであって、同じ前記接続パターンが複数設けられた実装面を有する第１実装基板を準備する工程と、
前記第１実装基板の実装面に設けられた複数の前記接続パターンに対し、前記第１発光装置及び前記第２発光装置の中から選択された複数の前記発光装置を実装する工程と、
を含み、
少なくとも連続した３つの数から選択される任意の数の発光素子が搭載された前記発光モジュールの製造が可能な発光モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記第１実装基板は、同じ前記接続パターンが２つ設けられた前記実装面を有する請求項１に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記第１実装基板に設けられた前記接続パターンと同じ接続パターンが１つ設けられた実装面を有する第２実装基板を準備する工程と、
少なくとも前記第１実装基板及び前記第２実装基板を含む複数の実装基板の中から、前記発光モジュールの製造に用いる実装基板の数、或いは、数及び組合せを決定する工程と、
前記発光モジュールに前記第２実装基板を用いる場合に、前記第１発光装置及び前記第２発光装置の中から選択された１つの前記発光装置を前記第２実装基板の前記接続パターンに対し実装する工程と、
決定された数、或いは数及び組合せで前記発光装置が実装された前記第１実装基板及び前記第２実装基板のいずれか１つ以上を用いて、前記発光モジュールを形成する工程と、  を含む請求項２に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記発光モジュールの製造に用いる実装基板の数と組合せのパターンとして、少なくとも、前記第２実装基板を１つ用いる場合、前記第１実装基板を１つ用いる場合、前記第１実装基板と前記第２実装基板とを１つずつ用いる場合、及び、前記第１実装基板を２つ用いる場合、がある請求項３に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項５】
外形が同じ前記第１実装基板及び前記第２実装基板を用いる請求項３又は４に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記第１実装基板は、同じ前記接続パターンが４つ設けられた前記実装面を有する請求項１に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項７】
４つの前記発光装置が実装された前記発光モジュールを製造する場合に、２行２列の配列で４つの前記発光装置は実装される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記発光モジュールにおいて、１行２列の配列構造にある２つの前記発光装置は、前記実装面上で互いに１８０度異なる向きで実装される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記第１発光装置は、前記発光素子が３つ載置されており、
前記第２発光装置は、前記発光素子が４つ載置されている請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
外形が同じで、外形の内側において載置される前記発光素子の数が異なる前記第１発光装置及び前記第２発光装置を用いる請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項１１】
複数の発光素子が載置された発光装置である第１発光装置と、
前記第１発光装置よりも１つ多く発光素子が載置された発光装置である第２発光装置と、
１つの前記発光装置に対応した接続パターンであって、同じ前記接続パターンが複数設けられた実装面を有する第１実装基板と、を有し、
前記第１実装基板の実装面に設けられた複数の前記接続パターンに対して、１以上の前記第１発光装置及び１以上の前記第２発光装置が接続される発光モジュール。
【請求項１２】
前記第１実装基板は、同じ前記接続パターンが４つ、２行２列の配列で設けられた前記実装面を有する請求項１１に記載の発光モジュール。
【請求項１３】
前記第１実装基板は、同じ前記接続パターンが２つ設けられた前記実装面を有し、
１つ又は２つの前記第１実装基板を有する請求項１１に記載の発光モジュール。
【請求項１４】
前記第１実装基板に設けられた前記接続パターンと同じ接続パターンが１つ設けられた前記実装面を有する第２実装基板を更に有する請求項１１に記載の発光モジュール。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の発光モジュールと、
前記発光モジュールの実装基板に設けられる封止用部材と、
前記封止用部材を介して前記実装基板と接合して密閉空間を形成する密閉用部材と、
形成された密閉空間内で、前記実装基板に実装される発光装置と、
形成された密閉空間内に設けられる光学ユニットと、
を有するプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光モジュールの製造方法、発光モジュール及びプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の発光素子を１つのパッケージに搭載した発光装置を、１つの実装基板に実装した発光モジュールが開発されている。特許文献１には、４つの半導体素子を１つのパッケージに搭載した半導体装置を、ユニット基板に複数備える光学ユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２７４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光モジュールは、それが搭載される製品の用途やサイズ等によって求められる光の出力も変わる。そこで、求められる光の出力に柔軟に対応するための方法として、製品に搭載する発光素子の数を調整する方法が考えられる。しかしながら、出力する光に関して、求められる種々の仕様に効率的に対応することには改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本開示に係る実施形態は、出力する光に関し、種々の仕様に効率的に対応できる発光モジュールの製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
或いは、本開示に係る実施形態は、搭載する発光素子の数が調整された好適な形態の発光モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の実施形態に係る発光モジュールの製造方法は、複数の発光素子が載置された発光装置を１又は複数実装した発光モジュールの製造における、前記発光モジュールの製造方法であって、前記発光装置であって、搭載される発光素子の数が互いに１つ異なる第１発光装置及び第２発光装置を準備する工程と、１つの前記発光装置に対応した接続パターンであって、同じ前記接続パターンが複数設けられた実装面を有する第１実装基板を準備する工程と、前記第１実装基板の実装面に設けられた複数の前記接続パターンに対し、前記第１発光装置及び前記第２発光装置の中から選択された複数の前記発光装置を実装する工程と、を含み、少なくとも連続した３つの数から選択される任意の数の発光素子が搭載された前記発光モジュールの製造が可能なものである。
【０００８】
本開示の実施形態に係る発光モジュールは、複数の発光素子が載置された発光装置である第１発光装置と、前記第１発光装置よりも１つ多く発光素子が載置された発光装置である第２発光装置と、１つの前記発光装置に対応した接続パターンであって、同じ前記接続パターンが複数設けられた実装面を有する第１実装基板と、を有し、前記第１実装基板の実装面に設けられた複数の前記接続パターンに対して、１以上の前記第１発光装置及び１以上の前記第２発光装置が接続されるものである。
【０００９】
本開示の実施形態に係るプロジェクタは、前記記載の発光モジュールと、前記発光モジュールの実装基板に設けられる封止用部材と、前記封止用部材を介して前記実装基板と接合して密閉空間を形成する密閉用部材と、形成された密閉空間内で、前記実装基板に実装される発光装置と、形成された密閉空間内に設けられる光学ユニットと、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の実施形態に係る発光モジュールの製造方法によれば、種々の仕様に効率的に対応できる。また、本開示の実施形態に係る発光モジュールによれば、搭載する発光素子の数が調整された好適な形態を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】第１実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１Ｂ】第１実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図１Ｃ】第１実施形態に係る実装基板の構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図１Ｄ】図１Ｃの実装基板を２つの第１実装基板に分離した状態を示す平面図である。
【図２Ａ】第１発光装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図２Ｂ】第１発光装置のパッケージ内の構成を模式的に示す平面図である。
【図３Ａ】第２発光装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図３Ｂ】第２発光装置のパッケージ内の構成を模式的に示す平面図である。
【図３Ｃ】図３ＢのＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線における断面図である。
【図３Ｄ】第２発光装置の下面の構成を模式的に示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係る発光モジュールの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図５Ａ】第２実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図５Ｂ】第２実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図５Ｃ】第２実施形態に係る実装基板の構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図５Ｄ】図５Ｃの実装基板を第１実装基板と第２実装基板とに分離した状態を示す平面図である。
【図６】第２実施形態に係る発光モジュールの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図７Ａ】第３実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図７Ｂ】第３実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図７Ｃ】第３実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図８】実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図９Ａ】第４実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９Ｂ】第４実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図９Ｃ】第４実施形態に係る第１実装基板を説明するための模式的に示す平面図である。
【図９Ｄ】第４実施形態に係る第２実装基板に実装される発光装置とサーミスタを説明するための模式的に示す平面図である。
【図９Ｅ】第４実施形態に係る第２実装基板を説明するための模式的に示す平面図である。
【図１０Ａ】一実施形態に係る発光モジュールをプロジェクタに適用する場合の実装の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０Ｂ】一実施形態に係る発光モジュールの封止構造を説明するための斜視断面図である。
【図１１Ａ】一実施形態に係る発光モジュールをプロジェクタに適用する場合の実装の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの実施形態に係るプロジェクタの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａの実施形態に係るプロジェクタの構成の一例を模式的に示す側面図である。
【図１２Ａ】一実施形態に係る発光モジュールをプロジェクタに適用する場合の実装の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの実施形態に係るプロジェクタの構成の一例を模式的に示す側面図である。
【図１３】一実施形態に係る発光モジュールの他の封止構造を説明するための斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための発光モジュール及び発光モジュールの製造方法を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示に過ぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。また、各実施形態において他の実施形態と同一の符号を用いた部材は、同一又は対応する部材を表しており、説明を省略する場合がある。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１Ａは、第１実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す斜視図である。図１Ｂは、第１実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。図１Ｃは、第１実施形態に係る実装基板の構成の一例を模式的に示す平面図である。図１Ｄは、図１Ｃの実装基板を２つの第１実装基板に分離した状態を示す平面図である。図２Ａは、第１発光装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。図２Ｂは、第１発光装置のパッケージ内の構成を模式的に示す平面図である。図３Ａは、第２発光装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。図３Ｂは、第２発光装置のパッケージ内の構成を模式的に示す平面図である。図３Ｃは、図３ＢのＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線における断面図である。図３Ｄは、第２発光装置の下面の構成を模式的に示す平面図である。
【００１４】
〈発光モジュール〉
発光モジュール１００には、３つの発光素子２２が載置された第１発光装置２０ａ、或いは、第１発光装置２０ａよりも１つ多く発光素子２２が載置された、つまり、４つの発光素子２２が載置された第２発光装置２０ｂ、のいずれかが実装される。また、第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂのいずれにも対応した接続パターン１５が実装面に２つ設けられた第１実装基板１０ａを有する。また、この第１実装基板１０ａの実装面に設けられた２つの接続パターン１５に対して、第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂから選択された所望の発光装置２０が接続される。具体的には、２つの第１発光装置２０ａ、２つの第２発光装置２０ｂ、又は、１つの第１発光装置２０ａと１つの第２発光装置２０ｂ、のいずれかの組合せで接続される。また、第１実装基板１０ａを１枚用いた実装基板１０、或いは、第１実装基板１０ａを２枚並べて用いた実装基板１０が形成される。
【００１５】
なお、２枚並べた実装基板１０が形成される場合、２枚のうちの１枚の第１実装基板１０ａにおいては、第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂの中から１つの発光装置のみが選択されて接続される場合と、２つの発光装置が選択されて接続される場合と、がある。また、１枚の第１実装基板１０ａで実装基板１０を形成し、１枚の第１実装基板１０ａに第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂの中から１つの発光装置のみが選択されて接続された発光モジュール１００を実現することもできる。
図１の例では、２枚の第１実装基板１０ａが並べられた実装基板１０が形成されており、それぞれの第１実装基板１０ａが有する２つの接続パターン１５には、１つの第１発光装置２０ａと１つの第２発光装置２０ｂとが接合された発光モジュール１００が記されている。
以下、発光モジュール１００の各構成について説明する。
【００１６】
発光モジュール１００は、実装基板１０と、発光装置２０と、を備えている。
［実装基板］
実装基板１０は、１枚の第１実装基板１０ａ、或いは、それぞれ同じ構成である２枚の第１実装基板１０ａから構成される。図１Ｃの例では、２枚の第１実装基板１０ａが並べられて実装基板１０が構成されている。
第１実装基板１０ａは、下面と、上面と、側面と、を有し、上面に、金属部１１と第１金属膜１２とからなる接続パターン１５と、第２金属膜１３と、絶縁膜１４とが形成されている。
第１実装基板１０ａは、上面に、同じ接続パターン１５が２つ設けられた実装面を有する。１つの接続パターン１５に１つの発光装置２０が実装され、よって第１実装基板１０ａは２つの発光装置２０を実装できるように形成されている。第１実装基板１０ａは、２つの接続パターンを設ける上で、同じ接続パターン１５を採用することで、第１実装基板１０ａにおける接続パターンの形成を容易にしている。なお、接続パターン１５は、２つより多くてもよく、例えば、３つの接続パターン１５が一列に並んで設けられていてもよい。接続パターン１５は１つの第１実装基板１０ａにおいて複数設けられる。接続パターン１５は、絶縁膜１４から露出する金属部１１と、絶縁膜１４上に形成された第１金属膜１２とで構成されており、金属部１１と、第１金属膜１２とが発光装置の実装面となる。なお、金属部１１を上面に金属膜が形成される構成としてもよい。例えば、第１金属膜１２と同様に、絶縁膜１４上に金属膜を形成して金属部１１を設けてもよい。
【００１７】
金属部１１は、発光装置２０が載置される部位であり、平面視で矩形に形成され、横方向に２つが並んで形成されている。金属部１１は、第１実装基板１０ａの上面において絶縁膜１４が設けられず、基板がそのまま露出して形成されている。なお、金属部１１は、複数の金属層で形成されてもよい。例えば、基板の上面に設けられた絶縁膜１４或いは第１金属膜１２と高さを同じにするために基板の金属部１１の領域に金属層を設けて、複数の金属層で形成される形態となっていてもよい。
絶縁膜１４は、金属部１１を除く第１実装基板１０ａの上面に設けられる。第１金属膜１２及び第２金属膜１３は、絶縁膜１４の上に設けられている。
【００１８】
第１金属膜１２は、１つの金属部１１について、平面視で、金属部１１の上側に３つ、下側に３つ、対になって形成されている。また、上下に設けられた一方の第１金属膜１２の側に、第２金属膜１３は設けられている。他方の第１金属膜１２の側には設けられていない。第２金属膜１３と、第２金属膜１３の側に設けられた第１金属膜１２とは、これらが繋がった一つの金属膜を絶縁膜１４の上に設け、その上に第１金属膜１２と第２金属膜１３に分かれるように絶縁膜１４を設けて形成される。つまり、第１金属膜１２と第２金属膜１３とは、表面からは見えないが繋がっており、電気的に接続する。
第２金属膜１３が設けられていない側の３つの第１金属膜１２は、２つの接続パターン１５の間で繋がっている。つまり、同様に、一つに繋がっている金属膜を絶縁膜１４の上に設け、これを各接続パターン１５において３つずつの第１金属膜１２となるように、上から絶縁膜１４を設ける。従って、２つの接続パターン１５は、第２金属膜１３が設けられていない側の第１金属膜１２同士で繋がり、電気的に接続する。金属部１１は、第１金属膜１２とは繋がっていない。
金属部１１を挟んで上下に対となって設けられた第１金属膜１２は、発光装置２０の下面に設けられた金属膜３７と接合することで、一方から他方へと電気的に接続する。また、２つの接続パターン１５に発光装置２０が実装されることで、一方の第２金属膜１３から２つの発光装置２０を通り他方の第２金属膜１３へと導通させることができる。
【００１９】
このようにして、第１実装基板１０ａと発光装置２０とを導通させることができる。また、第１実装基板１０ａにおいて、第１金属膜１２が３つの領域に分かれて設けられていることで、発光装置２０を実装するときに、有効にセルフアライメントを働かせることができる。なお、発光装置２０が１つだけ実装される場合は、発光装置が接合されていない接続パターン１５の、第２金属膜１３が設けられていない側の第１金属膜１２から導通させることができる。また、第２金属膜１３が片側にだけ設けられることで、第２金属膜の位置から実装の向きを特定することができる。実装基板１０における２枚の第１実装基板１０ａは、第２金属膜１３が形成された側と反対側の側面が向き合うようにして並べられて配置される。
第１実装基板１０ａは、２つの接続パターン１５が並べて設けられている領域の外側で、金属部１１を挟んで第１金属膜１２が設けられる方向を上下とした場合の左右となる位置に、基板厚さ方向に貫通する貫通孔を形成している。これらの貫通孔は、位置決めピンや固定ネジを留めるために設けられている。
【００２０】
［発光装置］
発光装置２０は、第１発光装置２０ａと、第２発光装置２０ｂと、を有する。第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂは、それぞれ、パッケージ２１と、半導体レーザ素子２２と、サブマウント２３と、光反射部材２４と、保護素子２５と、ワイヤ２６と、蓋部材２７と、接着部２８と、レンズ部材２９と、を有する。
【００２１】
第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂは、外形が同じで、外形の内側において載置される半導体レーザ素子２２の数が異なる。すなわち、本実施形態では、４つの半導体レーザ素子２２を載置することができるパッケージ２１を、第１発光装置２０ａにも第２発光装置２０ｂにも採用している。従って、同じパッケージ２１に対して、図２Ａ及び図２Ｂに示すように３つの半導体レーザ素子２２を載置した第１発光装置２０ａと、図３Ａ及び図３Ｂに示すように４つの半導体レーザ素子２２を載置した第２発光装置２０ｂとが製造される。第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂは、パッケージを同じにすることで、その外形が同じとなり、実装基板と接合する際に、いずれの発光装置を実装するとしても、実装基板側では発光装置のサイズが異なることを考慮する必要がなくなる。これにより、第１実装基板１０ａのように、複数の接続パターンを統一したレイアウトで用意できる。図３Ｃ及び図３Ｄは、それぞれ、第２発光装置の断面、第２発光装置の下面（裏面）を示しているが、第１発光装置においても同様である。なお、第１発光装置２０ａに載置される半導体レーザ素子２２の数は３つに限らない。例えば、２つでもよく、また、４つ以上でもよい。或いは、１つにすることも可能である。第２発光装置２０ｂに載置される半導体レーザ素子２２の数は、第１発光装置２０ａに載置される半導体レーザ素子２２の数よりも１つ多い。なお、２つ多くすることも可能である。
【００２２】
第１発光装置２０ａの３つの半導体レーザ素子２２は、第２発光装置２０ｂの４つの半導体レーザ素子２２のうちの３つの半導体レーザ素子２２と同じ位置に配置される。これにより、第１発光装置２０ａであっても第２発光装置２０ｂであっても、パッケージ２１における半導体レーザ素子２２の実装位置を共通させることができる。
４つの半導体レーザ素子２２のいずれを除いた配置とするかは任意に決定できる。例えば、第１発光装置２０ａの３つの半導体レーザ素子２２は、パッケージ２１の一方側に偏って、並んで配置することができる。つまり、第２発光装置２０ｂに配置される４つの半導体レーザ素子２２のうちの端に配置される半導体レーザ素子２２が１つ除かれた配置となる。このようにすることで第１発光装置２０ａからの光を小さな範囲に抑えることができる。また例えば、第１発光装置２０ａの３つの半導体レーザ素子２２は、第２発光装置２０ｂに配置される４つの半導体レーザ素子２２のうちの両端以外に配置される半導体レーザ素子２２が１つ除かれた配置とすることができる。このようにすることで、第１発光装置２０ａと第２発光装置２０ｂの間で、端から端までの発光領域の長さの差を小さくすることができる。なお、このような配置に限られず、例えば、４つの半導体レーザ素子２２が配置される領域に、３つの半導体レーザ素子２２を均等に配置するようにしてもよい。
【００２３】
パッケージ２１は、平面視で矩形に形成されており、平面視で矩形の凹部３０を有する。なお、ここでの矩形とは、パッケージ２１のように、角部や側面の一部を切り欠いた形状や、凹部３０のように、角部が湾曲した形状等、概ね矩形である形状を含むものである。また、パッケージ２１は、凹部３０の内側面３２の一部に段差部３３が形成されている。具体的には、段差部３３は、凹部３０の４つの内側面３２のうち、対向する短手方向の２つの内側面３２に設けられている。
パッケージ２１は、セラミックを主材料として形成することができる。なお、パッケージ２１は、セラミックに限らず金属で形成してもよい。例えば、セラミックでは、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素をパッケージ２１の主材料に用いることができる。金属では、銅、アルミニウム、鉄、複合物として銅モリブデン、銅−ダイヤモンド複合材料、銅タングステンをパッケージ２１の主材料に用いることができる。
【００２４】
パッケージ２１の下面３４及び段差部３３の上面には、それぞれ金属膜が設けられている。また、パッケージ２１の下面３４における金属膜は、パッケージ２１の両端に対となって設けられた金属膜３７と、両端の金属膜３７の間でパッケージ２１の下面３４の中央に設けられた金属膜３８と、を有する。金属膜３７のそれぞれは、対向する２辺のそれぞれに沿って、３ヶ所ずつにほぼ矩形で互いに離間して設けられている。この金属膜３７は、第１実装基板１０ａの第１金属膜１２に接続できるように対向して形成されている。また、金属膜３７のいずれよりも、パッケージ２１の下面３４の中央に設けられた金属膜３８の方が、その領域が大きく形成されている。この金属膜３８は、第１実装基板１０ａの金属部１１に接続できるように対向して形成されている。パッケージ２１では、内部を通る金属配線により、段差部３３の上面における金属膜と下面３４における金属膜３７とは電気的に接続されている。
【００２５】
なお、パッケージ２１は、凹部３０の枠を形成する枠部３５と、底部３６とが、それぞれ異なる主材料により形成され、枠部３５と底部３６とを接合することで形成されてもよい。例えば、パッケージ２１は、金属を主材料として所定の厚みを有する板状の底部３６と、セラミックを主材料として所定の高さの枠を有する枠部３５とを接合して形成してもよい。この場合、金属膜３８を設ける代わりに、底部３６の下面を第１実装基板１０ａの金属部１１に接続できる。
【００２６】
段差部３３の上面に設けられた金属膜である接続配線には、半導体レーザ素子２２、保護素子２５が電気的に接続される。この導通のためにワイヤ２６が接合されている。図２Ｂ及び図３Ｂは、各半導体レーザ素子２２を直列に接続した場合のワイヤ２６の接合の例を示している。なお、接続の仕方はこれに限らない。また、複数の半導体レーザ素子２２を並列に接続してもよい。これにより半導体レーザ素子２２及び保護素子２５は、パッケージ２１の下面３４に設けられた金属膜３７を介して電気的に接続される。
【００２７】
パッケージ２１の対向する長手方向の２つの内側面３２には、段差部３３は設けていない。パッケージ２１は、段差部３３を内側面３２の全周に亘って設けないことで、パッケージ２１のサイズを小型化することができる。なお、光反射部材２４から遠い側にある内側面３２に段差部３３を設けてもよい。段差部３３の設けられる領域が広がることで、より多くの配線領域を確保することができる。一方で、光反射部材２４から近い側にある内側面３２には、段差部３３を設けなくてよい。この部分に段差部３３を設けても、ワイヤ２６が光路を邪魔しないように、半導体レーザ素子２２と配線領域に接合しなければならず、半導体レーザ素子２２のための配線領域が設けづらい。
また、内側面３２に段差部３３を設けないことで、光反射部材２４をパッケージ２１の外側面に近付けて配置することができる。詳細は後述するが、実装基板１０に２つの発光装置２０を実装する際に、２つの発光装置２０から出射される光の距離を近付けることができる。なお、図２Ｂ及び図３Ｂに示すように、光反射部材２４から近い側にある内側面３２は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光が進む方向の先にある内側面ともいえる。
【００２８】
このような発光装置２０は、下面３４に設けられた対の金属膜３７が、第１実装基板１０ａの第１金属膜１２と接合する。また、対の金属膜３７の間に設けられた金属膜３８が、第１実装基板１０ａの金属部１１と接合する。発光装置２０と第１実装基板１０ａとの接合は、はんだ付けによって行うことができる。発光装置２０の下面３４における金属膜３７及び金属膜３８と、第１実装基板１０ａの第１金属膜１２及び金属部１１との接合においては、発光装置２０を第１実装基板１０ａに固定するときのセルフアライメントを働かせている。
【００２９】
半導体レーザ素子２２は、下面と、上面と、側面と、を有し、１つの側面からレーザ光を放射する。半導体レーザ素子２２から放射されるレーザ光は拡がりを有し、光の出射端面と平行な面において楕円形状のファーフィールドパターン（以下「ＦＦＰ」という。）を形成する。
【００３０】
半導体レーザ素子２２は、サブマウント２３を介してパッケージ２１の凹部３０の底面３１（底部上面）に載置される。サブマウント２３は、それぞれの半導体レーザ素子２２に対して別個に設けられている。なお、発光装置２０は、１つのサブマウント２３の上面に複数の半導体レーザ素子２２を載置してもよい。また、発光装置２０は、サブマウント２３を介さないでパッケージ２１の凹部３０の底面３１に直接半導体レーザ素子２２を載置してもよい。
図２Ｂ及び図３Ｂ等に示すように、発光装置２０に載置される複数の半導体レーザ素子２２は、一方向に並べて配置される。具体的には、パッケージ２１の長手方向に並べられる。また、載置される各半導体レーザ素子２２が同じ方向にレーザ光を出射するように出射端面の向きが揃えられる。載置される各半導体レーザ素子２２の出射端面が、同じ一つの平面上に配されるように、出射端面の位置は設計されている。なお、必ずしも、同じ一つの平面上に揃っていなくてよい。
一方向に並べて配置された複数の半導体レーザ素子２２は、ワイヤ２６を用いて、直列に電気接続される。複数の半導体レーザ素子２２の出射端面からは、複数の半導体レーザ素子２２が並ぶ方向と直交した方向に向かって進むレーザ光が出射される。
【００３１】
第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂに載置される半導体レーザ素子２２は全て、青色の光を放射する半導体レーザ素子である。なお、青色以外の光、例えば、赤色や緑色等の光を放射する半導体レーザ素子であってもよい。また、第１発光装置２０ａに載置される半導体レーザ素子２２が発光する色と、第２発光装置２０ｂに載置される半導体レーザ素子２２が発光する色とが異なっていてもよい。例えば、第１発光装置２０ａは青色を、第２発光装置２０ｂは赤色を発光する半導体レーザ素子２２が載置される。また、第１実装基板１０ａには、２つの第１発光装置２０ａ、或いは、２つの第２発光装置２０ｂ、が２つの接続パターン１５と接合して実装されることがあり得るが、この場合、実装される２つの発光装置２０の間で異なる色を発光する半導体レーザ素子２２が載置されるようになっていてもよい。
【００３２】
ここで、青色の光は、その発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４９４ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。赤色の光は、その発光ピーク波長が６０５ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。緑色の光は、その発光ピーク波長が４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。
なお、半導体レーザ素子２２は、本発明に係る発光モジュールに搭載される発光素子の一例である。発光素子としては、半導体レーザ素子２２に限らない。
【００３３】
サブマウント２３は、その下面でパッケージ２１の凹部３０の底面３１と接合し、その上面で半導体レーザ素子２２と接合する。半導体レーザ素子２２は、半導体レーザ素子２２の出射端面が、サブマウント２３の側面と揃うか、或いは、突出するようにサブマウント２３に載置される。これにより、半導体レーザ素子２２から放射された光がサブマウント２３の上面に照射されないようにできる。サブマウント２３は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、又は炭化ケイ素を用いて形成することができる。また、サブマウント２３の上面には金属膜が設けられている。
【００３４】
光反射部材２４は、半導体レーザ素子２２からの光を反射する部材である。光反射部材２４は、パッケージ２１の凹部３０の底面に載置される。光反射部材２４は、それぞれの半導体レーザ素子２２に対応して別個に配置されている。また、３つ又は４つの半導体レーザ素子２２において、各半導体レーザ素子２２の出射端面と、対応する光反射部材２４との間の距離は同じになるように設計される。なお、半導体レーザ素子２２に応じて距離を決定してもよく、複数の半導体レーザ素子２２の間で異なる距離となってもよい。また、発光装置２０は、複数の半導体レーザ素子２２に対応して１つの光反射部材２４を配置してもよい。
【００３５】
光反射部材２４は、下面と、上面と、側面と、傾斜面と、を有し、傾斜面が光反射面となる。光反射面は平面であり、上面から下面にかけて傾斜している。光反射面は、下面に対して４５度の角度を成すように設計される。なお、この角度は４５度に限らなくてもよく、また、光反射面は平面でなく曲面であってもよい。
【００３６】
光反射部材２４は、主材料を用いてその外形を形成し、形成した外形のうち光反射面を設けたい面に光反射膜を成膜して形成することができる。主材料は熱に強い材料がよく、例えば、石英若しくはＢＫ７（硼珪酸ガラス）等のガラス、アルミニウム等の金属、又はＳｉ等を採用することができる。光反射膜は光反射率の高い材料がよく、Ａｇ、Ａｌ等の金属やＴａ２Ｏ５／ＳｉＯ２、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２等の誘電体多層膜等を採用することができる。なお、光反射部材２４は、金属等の光反射率の高い材料を主材料に用いてその外形を形成した場合、光反射膜の形成は省略してもよい。
【００３７】
半導体レーザ素子２２から放射された光の主要部分は、対応する光反射部材２４の光反射面に照射される。半導体レーザ素子２２から放射された光は、光反射部材２４を介することで、光反射部材２４を介在させない場合と比べて、レンズに入射するまでの光の光路長を長くできる。この光路長が長い方が光反射部材２４と半導体レーザ素子２２との実装ずれによる影響を小さくすることができる。なお、光反射部材２４を有さずに、半導体レーザ素子２２の出射端面を上方に向けた発光装置２０であってもよい。
【００３８】
保護素子２５は、サブマウント２３の上面に載置される。保護素子２５は、例えば、ツェナーダイオードである。ワイヤ２６は、金属の配線である。ワイヤ２６の材質としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ等の金属、及び、それらの合金を用いたものが挙げられる。なお、保護素子２５を有さない発光装置２０であってもよい。
【００３９】
蓋部材２７は、半導体レーザ素子２２及び光反射部材２４を覆う部材である。蓋部材２７は全体として透光性であるが、一部に非透光性の領域を有していてもよい。蓋部材２７は、サファイアを主材料に用いて形成することができる。また、蓋部材２７は、一部の領域に金属膜が設けられている。なお、主材料には、サファイアの他に、例えばガラス等を用いることもできる。
蓋部材２７は、その下面において、パッケージ２１の上面（枠部上面）と接合する。蓋部材２７とパッケージ２１は、接合される領域に金属膜が設けられ、Ａｕ−Ｓｎ等を介して固定される。発光装置２０は、パッケージ２１と蓋部材２７とが接合することで閉空間が形成される。この閉空間は気密封止された空間となる。発光装置２０は、このように気密封止することで、半導体レーザ素子２２の光の出射端面に有機物等が集塵することを抑制することができる。
【００４０】
接着部２８は、蓋部材２７の上面において、蓋部材２７とレンズ部材２９とを接着する領域に形成される。接着部２８としては、例えば、紫外線硬化型の樹脂を用いることができる。なお、接着部２８は、蓋部材２７とレンズ部材２９が接触しないように形成される。接着部２８は、厚みを持たせることで位置や高さを調整した上で、レンズ部材２９を蓋部材２７に接合している。また、接着部２８は、半導体レーザ素子２２から発せられた光の光路上に設けられないように、例えば、レンズ部材２９の外縁に対向する位置に形成される。なお、図２Ａ、図３Ａでは、硬化した後の接着部２８の形状の一例を示しているが、接着部２８は、塗布する際には軟性のものを用いることができる。
【００４１】
レンズ部材２９は、蓋部材２７の上面に対面して設けられる。レンズ部材２９は、レンズ形状を有するレンズ部５１と、レンズ部５１を支持する矩形の支持板部５２とが一体となって形成されている。レンズ部材２９には、レンズ部５１のそれぞれが半導体レーザ素子２２の光軸に対向する位置に設けられている。各レンズ部５１は、対応する半導体レーザ素子２２から放射され光反射部材２４により反射された反射光がレンズ部５１を通過してコリメートされるように、その配置及び形状が設計される。レンズ部材２９は図２Ａ及び図３Ａで示すように、半導体レーザ素子２２が載置される数が異なる第１発光装置２０ａと第２発光装置２０ｂのいずれにおいても、同じものが用いられる。つまり、第２発光装置２０ｂのレンズ部材２９と同じものが、第１発光装置２０ａのレンズ部材２９にも採用される。このようにすることで、第２発光装置２０ｂにおける４つの半導体レーザ素子２２のいずれを除いた配置で構成される第１発光装置２０ａであっても、レンズ部材２９を統一することができる。また、第１発光装置２０ａと第２発光装置２０ｂとで１つのデザインのレンズ部材２９を用いることができる。
【００４２】
なお、第１発光装置２０ａに採用されるレンズ部材２９に、レンズ部５１の数及び配置をパッケージ２１に載置された半導体レーザ素子２２の数と配置に対応させたものを用いてもよい。レンズ部５１の数を半導体レーザ素子２２の数と合わせることで、第２発光装置２０ｂの半導体レーザ素子２２の数に合わせたレンズ部材２９よりも軽量化することができる。
レンズ部材２９には、例えば、ＢＫ７、Ｂ２７０等のガラス等を用いることができる。
【００４３】
図１Ａに示す発光モジュール１００では、２つの第１実装基板１０ａを並べて実装基板１０を形成し、それぞれに２つの発光装置２０を実装することで、２行２列の配列で４つの発光装置２０が実装された発光モジュール１００を実現している。また、図１Ａの発光モジュール１００は、１行２列の配列構造にある２つの発光装置２０が、実装面上で互いに１８０度異なる向きで実装されている。
具体的には、発光モジュール１００は、第１実装基板１０ａのそれぞれに、１つの第１発光装置２０ａと１つの第２発光装置２０ｂとが隣り合うように並べて実装され、かつ、光反射部材２４が隣り合うように実装されている。つまり、１枚の第１実装基板１０ａに実装された２つの発光装置２０に関し、一方の発光装置２０に配置された光反射部材２４までの距離が、他方の発光装置２０に配置された光反射部材２４と半導体レーザ素子２２とでは光反射部材２４の方が短いとう条件が成り立ち、かつ、一方の発光装置２０と他方の発光装置２０とを入れ替えた場合も同様にこの条件が成り立つように実装される。
更に、発光モジュール１００は、第１発光装置２０ａ同士と第２発光装置２０ｂ同士が、共に対角上に位置するように第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂが実装されている。このようにして、４つの発光装置が実装基板１０で隣り合うように行列方向に実装され、かつ、行方向に光反射部材２４が隣り合うように発光装置２０が実装されている。
【００４４】
１枚の第１実装基板１０ａに、このように２つの発光装置２０を配置することで、２つの発光装置２０から出射される光を近付けることができる。また、２つの発光装置２０間で半導体レーザ素子２２の距離を離すことができるため、熱引きがよくなる。また、２枚の第１実装基板１０ａをこのように配置することで、実装基板１０の中央側に光を集めることができる。
特許文献１において開示される、パッケージに４つの半導体素子を搭載した半導体装置を複数備える光学ユニットでは、半導体素子から出射された光がそのまま半導体装置を透過して出ていくため、発光モジュール１００のように、パッケージに載置される半導体レーザ素子と光反射部材との配置関係から、どのように２つの発光装置２０を実装するのが好ましいかを検討する必要はなかった。
一方で、発光モジュール１００の発光装置２０は、パッケージに、複数の半導体レーザ素子２２と光反射部材２４とが載置される。この場合に、２つの発光装置２０が実装基板１０において好適な形態で実装されることにより、上述した効果を得る発光モジュール１００が実現される。
また、３つの半導体レーザ素子２２が同じ配置で設けられた２つの第１発光装置２０ａと、２つの第２発光装置２０ｂと、が実装された発光モジュール１００を製造する際に、第１発光装置２０ａ同士を対角上に配置することで、２つの第１発光装置２０ａにおける半導体レーザ素子２２を、実装基板１０の中央から対称となるように配置することができる。
なお、ここでは、紙面上、行方向に光反射部材２４が隣り合うように発光装置２０が実装されているものとしたが、紙面上、列方向に光反射部材２４が隣り合うように発光装置２０が実装されていてもよい。また、第１発光装置２０ａ同士と第２発光装置２０ｂ同士が行方向に隣り合うように発光装置２０を配置してもよく、第１発光装置２０ａ同士と第２発光装置２０ｂ同士が列方向に隣り合うように発光装置２０を配置してもよい。
【００４５】
〈発光モジュールの製造方法〉
次に、第１実施形態に係る発光モジュール１００の製造方法の一例について説明する。  図４は、第１実施形態に係る発光モジュールの製造方法の手順を示すフローチャートである。
第１実施形態に係る発光モジュールの製造方法は、複数の発光素子が載置された発光装置を１又は複数実装した発光モジュール１００の製造である。そして、発光モジュール１００の製造方法は、発光装置を準備する工程Ｓ１０１と、第１実装基板を準備する工程Ｓ１０２と、発光装置を実装する工程Ｓ１０３と、を含み、この順に行う。また、この製造方法によって製造される発光モジュール１００としては、少なくとも連続した３つの数から選択される任意の数の発光素子２２が搭載された発光モジュール１００の製造が可能である。
【００４６】
以下、発光モジュール１００の製造方法の各工程について説明する。なお、各部材の材質や配置等については、前記した発光モジュール１００の説明で述べた通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
【００４７】
［発光装置を準備する工程］
発光装置を準備する工程Ｓ１０１は、発光装置として、搭載される半導体レーザ素子の数が互いに１つ異なる第１発光装置及び第２発光装置を準備する工程である。
この工程Ｓ１０１では、３つの半導体レーザ素子２２を備える第１発光装置２０ａと、４つの半導体レーザ素子２２を備える第２発光装置２０ｂと、をそれぞれ複数準備する。
【００４８】
［第１実装基板を準備する工程］
第１実装基板を準備する工程Ｓ１０２は、１つの発光装置に対応した接続パターン１５であって、同じ接続パターンが複数設けられた実装面を有する第１実装基板を準備する工程である。
この工程Ｓ１０２では、発光装置としての第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂのいずれにも対応可能な、１つの発光装置２０に対応した接続パターン１５が２つ設けられた実装面を有する第１実装基板１０ａを、１枚又は２枚以上準備する。
【００４９】
［発光装置を実装する工程］
発光装置を実装する工程Ｓ１０３は、第１実装基板の実装面に設けられた複数の接続パターンに対し、第１発光装置及び第２発光装置の中から選択された複数の発光装置を実装する工程である。
この工程Ｓ１０３では、第１実装基板１０ａの実装面に設けられた２つの接続パターン１５に対して、第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂの中から選択された、所望の２つの発光装置を実装する。
また、選択された２つの発光装置２０が実装された発光モジュール１００として、少なくとも、第１発光装置２０ａが２つ実装された発光モジュール１００、第１発光装置２０ａと第２発光装置２０ｂが１つずつ実装された発光モジュール１００、及び、第２発光装置２０ｂが２つ実装された発光モジュール１００、が製造される。これら３つの発光モジュール１００は、搭載される発光素子の数が、順番に１つずつ多くなっている。
このようにして、組合せの異なる２つの発光装置２０が実装された３つの発光モジュール１００が製造されることで、連続した３つの数から選択される任意の数の発光素子２２が搭載された発光モジュール１００を製造することができる。
【００５０】
なお、第１実施形態に係る製造方法により製造される、複数の発光素子が載置された発光装置を１又は複数実装した発光モジュール１００としては、この３つの発光モジュール１００に限らない。１枚の第１実装基板１０ａに１つの発光装置２０が実装された発光モジュール１００、２枚の第１実装基板１０ａに計３つの発光装置２０が実装された発光モジュール１００、２枚の第１実装基板１０ａに計４つの発光装置２０が実装された発光モジュール１００を製造することができる。
図１Ａで示した発光モジュール１００の製造においては、工程Ｓ１０３で、１行２列の配列構造にある２つの発光装置２０（第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂ）を、実装面上で互いに１８０度異なる向きで実装する。また、この工程Ｓ１０３においてそれぞれ２つの発光装置２０（第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂ）が実装された２つの第１実装基板１０ａを並べることで、２行２列の配列で４つの発光装置２０が実装された発光モジュール１００が製造される。これにより、発光モジュール１００として見ると、４つの発光装置２０を中央に配することができる。また、４つの発光装置２０の外周において、４つの発光装置２０を挟むように一方の両端にネジ留め等のための貫通孔が設けられ、他方の両端に第２金属膜１３が設けられる。両端に第２金属膜１３が設けられる方が、２つの発光装置２０に挟まれるようにして設けられるよりも電源への接続がしやすい。
【００５１】
このように、第１実装基板１０ａ、第１発光装置２０ａ、及び、第２発光装置２０ｂを用いて１〜４つの発光装置が実装された発光モジュール１００を製造することができる。また、このような発光モジュール１００によって、搭載される半導体レーザ素子２２の数を、３〜１６個（ただし、５個は除く）の任意の数に調整し、種々の仕様に効率的に対応できる発光モジュール１００を提供することができる。
なお、第１発光装置２０ａに搭載される半導体レーザ素子２２の数を２、第２発光装置２０ｂに搭載される半導体レーザ素子２２の数を３、とした場合、２〜１２個の任意の数に調整可能な発光モジュール１００を提供することができる。第１発光装置２０ａに搭載される半導体レーザ素子２２の数を４、第２発光装置２０ｂに搭載される半導体レーザ素子２２の数を５、とした場合、４〜２０個（ただし、６個、７個、及び、１１個は除く）の任意の数に調整可能な発光モジュール１００を提供することができる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。
図５Ａは、第２実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す斜視図である。図５Ｂは、第２実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。図５Ｃは、第２実施形態に係る実装基板の構成の一例を模式的に示す平面図である。図５Ｄは、図５Ｃの実装基板を第１実装基板と第２実装基板とに分離した状態を示す平面図である。第２実施形態に係る発光モジュールは、第１実施形態に係る発光モジュールで採用された第１実装基板に加えて、第２実装基板が採用されているところが異なる。
【００５３】
〈発光モジュール〉
図５Ａに示される発光モジュール１００Ａは、実装基板１０Ａと、発光装置２０と、を備えている。また、この発光モジュール１００Ａは、３つの発光装置２０が実装される発光モジュールである。
この場合の発光モジュール１００Ａの実装基板１０Ａは、第１実装基板１０ａと、第２実装基板１０ｂと、からなる。
第２実装基板１０ｂは、第１実装基板１０ａと外形が同じである。第２実装基板１０ｂは、下面と、上面と、側面と、を有し、上面に、第１実装基板１０ａに設けられた接続パターン１５と同じ接続パターン１５が１つ設けられた実装面を有する。接続パターン１５を１つにしつつも外形を同じにすることで、２枚の第１実装基板１０ａで実装する場合と外形を同じにすることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、第２実装基板１０ｂの接続パターン１５は中央付近に設けられており、上面において、第２実装基板１０ｂの接続パターン１５が設けられる領域は、第１実装基板１０ａで２つの接続パターン１５が設けられている領域のそれぞれと部分的に重なる。一方で、第２金属膜１３や貫通孔の位置は、第１実装基板１０ａと変わらない。第２金属膜１３の位置を同じにすることで、外部電源と電気的に接続する際に、第１実装基板１０ａと第２実装基板１０ｂにおいて接続方法を共通化させることができる。例えば、第２金属膜１３との接続に、コネクター、フレキシブル基板、ガラエポ基板、板バネ端子等を通して接続することができる。このような接続部材を利用するときに、第１実装基板１０ａ及び第２実装基板１０ｂに対し同じ接続部材で接続させることができる。貫通孔の位置を同じにすることで、２枚の第１実装基板１０ａで実装する場合と同じ位置で、ネジ留め等ができる。なお、第２実装基板１０ｂでは、金属部１１を挟んで対となった３つずつの第１金属膜１２のうち、第２金属膜１３に近い側に設けられている３つの第１金属膜１２が、２つの第２金属膜１３の一方と繋がり、電気的に接続している。また、第２金属膜１３に遠い側に設けられている３つの第１金属膜１２が、他方の第２金属膜１３と繋がり、電気的に接続している。
第２実装基板１０ｂには、１つの発光装置２０が実装され、図５Ａの例では１つの第２発光装置２０ｂが実装されている。そして、第１実装基板１０ａと第２実装基板１０ｂとは、第２金属膜１３が形成された側と反対側の側面が向き合うようにして並べられている。その他の事項については、図１Ａで示された第１実施形態に係る発光モジュール１００と同様である。
【００５５】
〈発光モジュールの製造方法〉
次に、第２実施形態に係る発光モジュール１００Ａの製造方法の一例について説明する。
図６は、第２実施形態に係る発光モジュールの製造方法の手順を示すフローチャートである。
発光モジュール１００Ａの製造方法は、発光装置を準備する工程Ｓ２０１と、第１実装基板を準備する工程Ｓ２０２と、第２実装基板を準備する工程Ｓ２０３と、実装基板の数等を決定する工程Ｓ２０４と、発光装置を実装する工程Ｓ２０５と、発光モジュールを形成する工程Ｓ２０６と、を含み、この順に行う。なお、各部材の材質や配置等については、前記した発光モジュール１００の説明で述べた通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。また、発光装置を準備する工程Ｓ２０１、第１実装基板を準備する工程Ｓ２０２は、第１実施形態に係る発光モジュール１００の製造方法における発光装置を準備する工程Ｓ１０１、第１実装基板を準備する工程Ｓ１０２と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５６】
［第２実装基板を準備する工程］
第２実装基板を準備する工程Ｓ２０３は、第１実装基板に設けられた接続パターンと同じ接続パターンが１つ設けられた実装面を有する第２実装基板を準備する工程である。
この工程Ｓ２０３では、第１実装基板１０ａに設けられた接続パターン１５と同じ接続パターン１５が１つ設けられた実装面を有する第２実装基板１０ｂを準備する。
【００５７】
［実装基板の数等を決定する工程］
実装基板の数等を決定する工程Ｓ２０４は、少なくとも第１実装基板及び第２実装基板を含む複数の実装基板の中から、発光モジュールの製造に用いる実装基板の数、或いは、数及び組合せを決定する工程である。
この工程Ｓ２０４では、１枚の実装基板を用いて発光モジュール１００Ａの実装基板１０Ａを形成するか、２枚の実装基板を用いて発光モジュール１００Ａの実装基板１０Ａを形成するかを決定する。また、１枚であれば第１実装基板１０ａと第２実装基板１０ｂのいずれを用いるかを決定し、２枚であれば第１実装基板１０ａを２枚組み合わせるか、第１実装基板１０ａと第２実装基板１０ｂを１枚ずつ組み合わせるか、を決定する。なお、第２実装基板１０ｂを２枚組み合わせて実装基板１０Ａを形成することも可能ではあるが、２つの発光装置２０を実装したいのであれば、第１実装基板１０ａを１枚用いる方が発光モジュール１００Ａをより小型に実現できる。
図５Ａに示された発光モジュール１００Ａの製造においては、２枚の実装基板を、１枚の第１実装基板１０ａと１枚の第２実装基板１０ｂとの組合せで使用して、実装基板１０Ａを構成することを決定している。
【００５８】
［発光装置を実装する工程］
発光装置を実装する工程Ｓ２０５は、発光モジュールに第２実装基板を用いる場合に、第１発光装置及び第２発光装置の中から選択された１つの発光装置を第２実装基板の接続パターンに対し実装する工程である。また、この工程Ｓ２０５は、発光モジュールに第１実装基板を用いる場合に、第１実装基板の実装面に設けられた複数の接続パターンに対し、第１発光装置及び第２発光装置の中から選択された複数の発光装置を実装する工程である。
図５Ａに示された発光モジュール１００Ａの製造においては、第２実装基板１０ｂに１つの第２発光装置２０ｂを実装する。また、第１実装基板１０ａに１つの第１発光装置２０ａと１つの第２発光装置２０ｂとを並べて実装し、１行２列の配列構造にある２つの発光装置２０を、実装面上で互いに１８０度異なる向きで実装する。
【００５９】
［発光モジュールを形成する工程］
発光モジュールを形成する工程Ｓ２０６は、決定された数、或いは数及び組合せで発光装置が実装された第１実装基板及び第２実装基板のいずれか１つ以上を用いて、発光モジュールを形成する工程である。
図５Ａに示された発光モジュール１００Ａの製造においては、１つの第１発光装置２０ａと１つの第２発光装置２０ｂとが実装された１枚の第１実装基板１０ａと、１つの第２発光装置２０ｂが実装された１枚の第２実装基板１０ｂと、を並べて配置して、発光モジュール１００Ａを形成する。１つの発光装置２０を実装する場合に第２実装基板１０ｂを用いることで、第１実装基板１０ａを用いる場合と比べて使用しない接続パターン１５が生じないようにすることができる。また、第１実装基板１０ａでは、外部電源と電気的に接続するために、発光装置２０が接合されている接続パターン１５側の第２金属膜１３と発光装置２０が接合されていない接続パターン１５の第１金属膜１２とで導通を図る必要があるが、第２実装基板１０ｂでは、２つの第２金属膜１３で導通を図ることができる。１枚の実装基板に２つの発光装置２０を実装する場合に第１実装基板１０ａを、１つの発光装置２０を実装する場合に第２実装基板１０ｂを用いることで、いずれにしても２つの第２金属膜１３を用いて外部電源との導通を容易に図ることができる。
なお、第１実施形態に係る発光モジュール１００の製造方法で説明したように、第２実施形態に係る製造方法で製造される発光モジュール１００Ａについても、１〜４のうち任意の数の発光装置２０が実装された発光モジュールが提供できることは明らかである。
【００６０】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。
図７Ａは、第３実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。図７Ｂは、第３実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。図７Ｃは、第３実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【００６１】
図７Ａに示す第３実施形態に係る発光モジュール１００Ｂでは、発光モジュール１００Ｂの実装基板１０Ｂを、同じ接続パターン１５が４つ、２行２列の配列で設けられた実装面を有する１つの第１実装基板１０ｃで構成している。そして、発光モジュール１００Ｂでは、この４つの接続パターン１５に対して、１〜４の任意の数の発光装置２０が実装される。図７Ａ〜図７Ｃでは、それぞれ発光装置２０が４つ実装された発光モジュール１００Ｂ、発光装置２０が３つ実装された発光モジュール１００Ｃ、発光装置２０が２つ実装された発光モジュール１００Ｄが示されている。１つの実装基板に４つの発光装置２０を実装することができることで、製造工程を簡便化することができる。
【００６２】
第１実施形態、第２実施形態、及び、第３実施形態を通して、本発明に係る発光モジュールの構成例、並びに、製造方法を説明してきた。また、これらの説明の中で、発光モジュールとして、複数の発光素子が載置された発光装置である第１発光装置と、第１発光装置よりも１つ多く発光素子が載置された発光装置である第２発光装置と、１つの発光装置に対応した接続パターンであって、同じ接続パターンが複数設けられた実装面を有する第１実装基板と、を有し、第１実装基板の実装面に設けられた複数の接続パターンに対して、１以上の第１発光装置及び１以上の第２発光装置が接続される発光モジュールが実現されることを述べた。図８に示す発光モジュール１００Ｅは、このような、搭載する発光素子の数が調整された好適な形態の発光モジュールの具体的な一例を示している。このような発光モジュールを実現することによって、出力する光に関し、種々の仕様に効率的に対応できる発光モジュールを提供することができる。
【００６３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。
図９Ａは、第４実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す斜視図である。図９Ｂは、第４実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を模式的に示す平面図である。図９Ｃは、第４実施形態に係る第１実装基板を説明するための模式的に示す平面図である。図９Ｄは、第４実施形態に係る第２実装基板に実装される発光装置とサーミスタを説明するための模式的に示す平面図である。図９Ｅは、第４実施形態に係る第２実装基板を説明するための模式的に示す平面図である。
【００６４】
第４実施形態に係る発光モジュールは、実装基板の実装面に、更に、サーミスタを実装するための金属膜が設けられている点で、第１実施形態から第３実施形態までで説明してきた実装基板と異なる。
図９Ｃに示すように、第４実施形態に係る第１実装基板１０ｄには、金属部１１と、第１金属膜１２、第２金属膜１３、絶縁膜１４に加え、更に、第３金属膜１６、第４金属膜１７が実装面上に設けられる。金属部１１と、第１金属膜１２とで構成される接続パターン１５については、これまでの実施形態で説明してきた内容と同様である。
【００６５】
第１実装基板１０ｄにおいては、第３金属膜１６が設けられるため、その分第１金属膜１２と第２金属膜１３との間の距離が、第１実装基板１０ａよりも大きい。２つの第３金属膜１６は、第１金属膜１２と第２金属膜１３との間に設けられ、また、２つの発光装置２０から出射される出射光からの距離が同じ位置に設けられる。そのため、第１実装基板１０ｄにおいては、２つの接続パターン１５からの距離が同じ位置に設けられる。つまり、一方の接続パターン１５から一方の第３金属膜１６までの距離が、他方の接続パターン１５から他方の第３金属膜１６までの距離と同じになるように、２つの第３金属膜１６は設けられる。
また、２つの第２金属膜１３は、その間に第４金属膜１７が設けられるため、２つの第２金属膜１３の間の距離は、第１実装基板１０ａよりも大きい。２つの第４金属膜１７はいずれも、２つの第２金属膜１３に挟まれた位置に設けられている。
第３金属膜１６と、第４金属膜１７とは、これらが繋がった一つの金属膜を絶縁膜１４の上に設け、その上に第３金属膜１６と第４金属膜１７に分かれるように絶縁膜１４を設けて形成される。つまり、第３金属膜１６と第４金属膜１７とは、表面からは見えないが繋がっており、電気的に接続する。一方の第３金属膜１６と一方の第４金属膜１７とが繋がり、他方の第３金属膜１６と他方の第４金属膜１７とが繋がる。
【００６６】
図９Ａ及び図９Ｂに示す第４実施形態に係る発光モジュール１００Ｆでは、第３金属膜１６にサーミスタ９０を実装する。サーミスタ９０は、発光モジュール１００Ｆが作動しているときの温度を測定するために用いられる温度検知素子の一例である。サーミスタ９０は、２つの第３金属膜１６の両方に接続した状態で実装され、これにより、一方の第４金属膜１７からサーミスタ９０を通り他方の第４金属膜１７へと導通させることができる。
発光モジュール１００Ｆでは、主に、第１実装基板１０ｄに実装される２つの発光装置２０の半導体レーザ素子２２が熱源となるため、サーミスタ９０は、２つの発光装置２０のいずれからも近く、かつ、どちらの発光装置２０の出射光からも同じ距離となる位置に配置されるのが好ましい。つまり、２つの発光装置２０に載置された複数の半導体レーザ素子２２から出射される光の中心がレンズ部５１の頂点を通過するように設計されている場合、上面視で、サーミスタ９０は、一方の発光装置２０の各レンズ部５１の頂点を結ぶ直線と、他方の発光装置２０の各レンズ部５１の頂点を結ぶ直線とから等しい距離にある中間線と交わる。
【００６７】
図９Ｄ及び図９Ｅに示す第４実施形態に係る第２実装基板１０ｅは、第１実装基板１０ｄと同様に、第３金属膜１６と第４金属膜１７とが設けられ、第３金属膜１６にサーミスタ９０が実装される。また、第３金属膜１６が第１金属膜１２と第２金属膜１３との間に設けられ、第４金属膜１７が２つの第２金属膜１３に挟まれた位置に設けられる点については、第１実装基板１０ｄと同様である。
一方で、サーミスタ９０は、発光装置２０から出射される出射光からの距離が近い位置に設けられるため、第２実装基板１０ｅにおいては、発光装置２０のレンズ部材２９におけるレンズ部５１の頂点に近い位置に設けられる。つまり、発光装置２０に載置された複数の半導体レーザ素子２２から出射される光の中心がレンズ部５１の頂点を通過するように設計されている場合、上面視で、サーミスタ９０は各レンズ部５１の頂点を結ぶ直線と交わる。
このように、第４実施形態に係る発光モジュール１００Ｆでは、実装基板１０において、サーミスタ９０を実装するための金属膜が設けられ、これにより、発光モジュール１００Ｆを作動させているときの温度を測定することができる。そのため、測定された温度に応じて半導体レーザ素子２２の動作を制御することができる。
【００６８】
このようにして製造された発光モジュールは、例えば、仕様の異なる種々のプロジェクタに用いることができる。具体的には、決定された数、或いは数及び組合せで発光装置が実装された第１実装基板及び第２実装基板のいずれか１つ以上を用いて形成された発光モジュールが放熱板に実装されて、プロジェクタの構成要素となる。
【００６９】
次に、本実施形態に係る発光モジュールをプロジェクタに適用する場合の実装の一例について説明する。なお、ここでは、１又は複数の第１実装基板１０ａで構成される実装基板を例にして説明するが、これに限定されないことは言うまでもない。実装基板は、第１実施形態乃至第４実施形態において説明された所望の第１実装基板や第２実装基板を利用して構成することができる。
図１０Ａは、一実施形態に係る発光モジュールをプロジェクタに適用する場合の実装の一例を模式的に示す斜視図である。図１０Ｂは、一実施形態に係る発光モジュールの封止構造を説明するための斜視断面図である。図１１Ａは、一実施形態に係る発光モジュールをプロジェクタに適用する場合の実装の一例を模式的に示す斜視図である。図１１Ｂは、図１１Ａの実施形態に係るプロジェクタの構成の一例を模式的に示す平面図である。図１１Ｃは、図１１Ａの実施形態に係るプロジェクタの構成の一例を模式的に示す側面図である。図１２Ａは、一実施形態に係る発光モジュールをプロジェクタに適用する場合の実装の一例を模式的に示す斜視図である。図１２Ｂは、図１２Ａの実施形態に係るプロジェクタの構成の一例を模式的に示す側面図である。図１３は、一実施形態に係る発光モジュールの他の封止構造を説明するための斜視断面図である。
なお、これらの図面は、便宜上、適宜、プロジェクタの内部の一部を透過させて図示している。
【００７０】
図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、プロジェクタ２００は、密閉用部材６０を備える。
密閉用部材６０は、発光モジュールにおいて実装基板１０に実装された発光装置２０を囲う密閉空間を形成するための部材である。また、この密閉空間の内部にはプロジェクタの光学系が実装される。つまり、プロジェクタが投影する投影画像を生成するための光学ユニットが実装される。光学ユニットとしては、例えば、レンズ、ミラー、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、プリズム等を含む。また、この他にも、液晶パネル、蛍光体ホイール、ロッドインテグレータ等を含む光学ユニットや、これらの各構成要素から適当な構成要素が利用された光学ユニットが構成されてもよく、適当な光学系が設計される。光学ユニットによって生成された投影画像が、密閉用部材６０から外部へと出射され、プロジェクタのスクリーンに投射される。光集塵によるプロジェクタの出力低下の確率をより低減するためには、密閉用部材６０と実装基板１０によって形成される密閉空間に、光学ユニットを構成する部品の全部が収容されていることが好ましい。密閉用部材６０を小型化する場合には、光学ユニットを構成する部品のうちの一部のみが密閉空間に収容されていてもよい。
【００７１】
プロジェクタ２００では、１枚の第１実装基板１０ａに２つの発光装置２０が実装された発光モジュールが製造され、密閉用部材６０で覆われている。なお、密閉用部材６０は、ここでは直方体状に形成されているが、密閉用部材６０の形状は、特に限定されるものではない。つまり、設計される光学ユニットの形に応じた形状を有することができる。
第１実装基板１０ａの上には、発光装置２０の周囲に設けられ、２つの発光装置２０を取り囲む封止用部材７０が設けられている。また、封止用部材７０は、第２金属膜１３が密閉空間の外に設けられるように、第１金属膜１２と第２金属膜１３の間に設けられる。これにより、発光装置２０を外部電源に容易に接続することができる。また、封止用部材７０は、第１実装基板１０ａの貫通孔が密閉空間の外に設けられるように、両側の貫通孔よりも内側に設けられる。これにより、密閉空間の形成において貫通孔の影響を考慮する必要がなくなる。密閉用部材６０は、封止用部材７０を介して第１実装基板１０ａと接合し、密閉空間を形成する。これにより、ほこり、樹脂アウトガス、グリースの有機成分等の光集塵を引き起こす物体が密閉用部材６０内に進入することが防止される。
【００７２】
密閉用部材６０の材質としては、例えば、金属、ガラス、サファイア等が挙げられる。密閉用部材６０は、光が外部に放出される部位が、ガラスやサファイア等の透光部材で形成されていればよい。
封止用部材７０の材質としては、例えば、金属、樹脂、ゴム等が挙げられる。また、封止用部材７０の材質としては、例えば、スポンジ、粘土等の、押さえつけると容易に変形する部材を用いてもよい。なお、封止用部材７０に金属を用いる場合、封止用部材７０が第２金属膜１３から遠い側に設けられた第１金属膜１２と接触することを避けるために充分な間隔をあけるのが好ましい。これにより、封止用部材７０によってショートすることを防止できる。絶縁性の材料を用いれば、第１金属膜１２や第２金属膜１３と接触しても、封止用部材７０が導通しないで済む。
【００７３】
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示すプロジェクタ２００Ａは、密閉用部材６０Ａを備える。
プロジェクタ２００Ａでは、２枚の第１実装基板１０ａに４つの発光装置２０が実装された発光モジュールが製造され、密閉用部材６０Ａで覆われている。また、封止用部材７０は、第１実装基板１０ａ毎に、２つの発光装置２０を囲うようにして形成されている。  密閉用部材６０Ａは、第１実装基板１０ａと第１実装基板１０ａとの境界に跨って、凸状の第１押さえ部６３を有する。第１押さえ部６３は、それぞれの第１実装基板１０ａにおいて境界に沿って設けられた封止用部材７０を押さえ、かつ、２枚の第１実装基板１０ａの境界を塞ぐ。なお、２枚の第１実装基板１０ａが境界で接合されている場合、第１押さえ部６３はなくてもよい。例えば、各実装基板には部材公差があるため、２枚の第１実装基板１０ａを接合して実装基板１０を形成するよりも、第１実装基板１０ａ同士が接触しない幅をあけて並べて配置する形態が考えられる。なお、第１実装基板１０ａ同士が離れすぎると発光モジュールやプロジェクタのサイズが大型化するため、小型化したい場合は幅を小さくするのがよい。例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で２枚の実装基板の間に幅を設けるとよい。また或いは、一方の実装基板から他方の実装基板までの距離が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となるのがよいともいえる。このように幅をあけて実装する場合には、第１押さえ部６３を設けることで、境界からの外気の侵入を防ぎ、密閉性を確保することができる。
なお、図１０Ａ及び図１１Ａで示した発光モジュールは一例であり、上述した製造方法で製造される発光モジュールのいずれを適用することもできる。つまり、第１実装基板１０ａ及び第２実装基板１０ｂの中から任意に１枚あるいは２枚の実装基板が選択されて実装基板１０が形成された発光モジュールを適用することができる。また、第１発光装置２０ａ及び第２発光装置２０ｂの中から、それぞれが任意の数で実装基板１０に実装された発光モジュールを適用することができる。
【００７４】
また更に、１つの発光モジュールに限らず、複数の発光モジュールを適用することもできる。
図１２Ａ、図１２Ｂに示すプロジェクタ２００Ｂは、密閉用部材６０Ｂを備える。
プロジェクタ２００Ｂでは、２枚の第１実装基板１０ａにそれぞれ２つの発光装置２０が実装された発光モジュールを２つ製造し、更に２つの発光モジュールを並べている。従って、計８つの発光装置２０が、密閉用部材６０Ｂで覆われる。また、封止用部材７０は、第１実装基板１０ａ毎に形成されている。
プロジェクタ２００Ｂでは、２つの実装基板１０が、貫通孔が隣り合うように並べて配置されている。
密閉用部材６０Ｂは、第１押さえ部６３に加えて、２つの実装基板１０の貫通孔を跨ぐ凸状の第２押さえ部６４を有する。第２押さえ部６４は、２つの実装基板１０に設けられた封止用部材７０を押さえて、密閉空間を形成する。各実装基板１０は、実装基板１０を放熱板に固定するための固定ネジ８０が貫通孔に通されて固定される。第２押さえ部６４を設けることで、貫通孔からの外気の侵入を防ぎ、密閉性を確保することができる。
【００７５】
また、図１３は、密閉用部材と封止用部材とによる封止構造の他の例を示している。このように、密閉用部材６０Ｃは、側面と下面とで封止用部材７０と接合する突起部６５を有するものであってもよい。突起部６５は、封止用部材７０の発光装置２０側の側面を被覆している。密閉用部材６０Ｃが突起部６５を有することで、封止用部材７０との接合部位が鉤爪構造となる。このような構造であれば、密閉用部材６０Ｃと封止用部材７０との密着性がより向上し、密閉用部材６０Ｃの密閉性が向上する。
【符号の説明】
【００７６】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  実装基板
１０ａ、１０ｃ、１０ｄ  第１実装基板
１０ｂ、１０ｅ  第２実装基板
１１  金属部
１２  第１金属膜
１３  第２金属膜
１４  絶縁膜
１５  接続パターン
１６  第３金属膜
１７  第４金属膜
２０  発光装置
２１  パッケージ
２２  発光素子（半導体レーザ素子）
２３  サブマウント
２４  光反射部材
２５  保護素子
２６  ワイヤ
２７  蓋部材
２８  接着部
２９  レンズ部材
３０  凹部
３１  凹部の底面
３２  凹部の内側面
３３  段差部
３４  下面
３５  枠部
３６  底部
３７  金属膜
３８  金属膜
５１  レンズ部
５２  支持板部
６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ  密閉用部材
６３  第１押さえ部
６４  第２押さえ部
６５  突起部
７０  封止用部材
８０  固定ネジ
９０  サーミスタ
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ  発光モジュール
２００、２００Ａ、２００Ｂ  プロジェクタ
【図１Ａ】
2020095939.tif 000003
【図１Ｂ】
2020095939.tif 000004
【図１Ｃ】
2020095939.tif 000005
【図１Ｄ】
2020095939.tif 000006
【図２Ａ】
2020095939.tif 000007
【図２Ｂ】
2020095939.tif 000008
【図３Ａ】
2020095939.tif 000009
【図３Ｂ】
2020095939.tif 000010
【図３Ｃ】
2020095939.tif 000011
【図３Ｄ】
2020095939.tif 000012
【図４】
2020095939.tif 000013
【図５Ａ】
2020095939.tif 000014
【図５Ｂ】
2020095939.tif 000015
【図５Ｃ】
2020095939.tif 000016
【図５Ｄ】
2020095939.tif 000017
【図６】
2020095939.tif 000018
【図７Ａ】
2020095939.tif 000019
【図７Ｂ】
2020095939.tif 000020
【図７Ｃ】
2020095939.tif 000021
【図８】
2020095939.tif 000022
【図９Ａ】
2020095939.tif 000023
【図９Ｂ】
2020095939.tif 000024
【図９Ｃ】
2020095939.tif 000025
【図９Ｄ】
2020095939.tif 000026
【図９Ｅ】
2020095939.tif 000027
【図１０Ａ】
2020095939.tif 000028
【図１０Ｂ】
2020095939.tif 000029
【図１１Ａ】
2020095939.tif 000030
【図１１Ｂ】
2020095939.tif 000031
【図１１Ｃ】
2020095939.tif 000032
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
2020095939.tif 000034
【図１３】
2020095939.tif 000035