(57)【要約】      （修正有）【課題】光源モジュールの調心を、簡便な方法で高精度に行うことができる調心方法を提供することにある。【解決手段】レンズ１０のファイバ光源３０に向く側の、レンズの光軸ＡＸ１を中心とする同一円上に円周方向に対して等角度間隔で複数の凸状のマイクロレンズ部１６を設け、ファイバ光源とレンズとの位置を調整して、ファイバ光源から出射して複数のマイクロレンズ部を透過した光の投影像が、いずれも同じ光強度で形成された位置を調心位置とする。【選択図】図４
2020003522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの出射光の光路制御を行うレンズと、を備え、
前記レンズは、前記光源に向く側の前記レンズの光軸に垂直な面上に複数の凸状のマイクロレンズ部を有し、
前記複数のマイクロレンズ部は、前記光軸を中心とする同一円上で円周方向に対して等角度間隔で配置されていることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】
前記複数のマイクロレンズ部は、前記光源側から見た平面視の輪郭形状が円形、楕円形、矩形及び多角形のうちのいずれかの形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項３】
前記複数のマイクロレンズ部は、前記光源からの照射光に対してその照射光の最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の光を受ける位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の光源モジュール。
【請求項４】
光源と、
前記光源からの出射光の光路制御を行うレンズと、を備え、
前記レンズは、前記光源に向く側の前記レンズの光軸に垂直な面上に凸状のマイクロレンズ部を有し、
前記マイクロレンズ部は、前記光軸を中心とする円環状に配置されていることを特徴とする光源モジュール。
【請求項５】
前記マイクロレンズ部は、前記光源からの照射光に対してその照射光の最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の光を受ける位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の光源モジュール。
【請求項６】
前記レンズは、集光機能又はコリメート機能を有するレンズであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光源モジュール。
【請求項７】
光源と、
前記光源からの出射光の光路制御を行うレンズと、を備え、
前記レンズは、前記光源を向に側の前記レンズの光軸に垂直な面上に複数の凸状のマイクロレンズ部を有し、
前記複数のマイクロレンズ部は、前記光軸を中心とする同一円上で円周方向に対して等角度間隔で配置されており、
前記光源と前記レンズとの位置を調整して、前記光源から出射して前記複数のマイクロレンズ部を透過した光の投影像が、いずれも同じ光強度で形成された位置を調心位置とすることを特徴とする光源モジュールの調心方法。
【請求項８】
前記複数のマイクロレンズ部は、前記光源側から見た平面視の輪郭形状が円形、楕円形、矩形及び多角形のうちのいずれかの形状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の光源モジュールの調心方法。
【請求項９】
前記複数のマイクロレンズ部は、前記光源からの照射光に対してその照射光の最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の光を受ける位置に配置されていることを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれかに記載の光源モジュールの調心方法。
【請求項１０】
光源と、
前記光源からの出射光の光路制御を行うレンズと、を備え、
前記レンズは、前記光源に向く側の前記レンズの光軸に垂直な面上に凸状のマイクロレンズ部を有し、
前記マイクロレンズ部は、前記光軸を中心とする円環状に配置されており、
前記光源と前記レンズとの位置を調整して、前記光源から出射して前記マイクロレンズ部を透過した光の投影像が、均一の光強度で形成された位置を調心位置とすることを特徴とする光源モジュールの調心方法。
【請求項１１】
前記マイクロレンズ部は、前記光源からの照射光に対してその照射光の最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の光を受ける位置に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の光源モジュールの調心方法。
【請求項１２】
前記レンズは、集光機能又はコリメート機能を有するレンズであることを特徴とする請求項７〜請求項１１のいずれかに記載の光源モジュールの調心方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源モジュール及び光源モジュールの調心方法に関するものであり、詳しくは、ＬＥＤやレーザ等の半導体光源あるいは光ファイバ光源とレンズを備えた光源モジュール及びその光源モジュールの調心方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバと光半導体デバイスとを光学的に結合する方法とし、例えば、「光半導体モジュールおよびその製造方法」の名称で開示されたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
開示された光半導体モジュールの製造方法は、光ファイバが接続固定されてなるコネクタ結合サブアッシィが取付固定された精密ＶブロックがＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ方向にスライド可能なステージ（ＸＹステージ）上に取り付けられ、光半導体デバイスが設けられてなる筒体サブアッシィが取付固定された精密ＶブロックがＺ−Ｚ方向にスライド可能なステージ（Ｚステージ）上に取り付けられている。
【０００４】
そして、光ファイバと光半導体デバイスとの調心に際しては、パワーメータに接続されたコネクタアッシィをコネクタ結合サブアッシィに接続してＸＹステージをＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ方向に微動させてパワーメータによるパワー値が最大となる位置を検出し、そのパワー値最大位置でコネクタ結合サブアッシィと筒体サブアッシィとを互いに固定して一体化するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１１６１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の調心方法は、ＸＹステージをＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ方向に微動（走査）させて得られたパワーメータによるパワーをデータ化してマッピングすることによりパワー分布を座標化する必要がある。そのため、ハード、ソフト及び走査時間等の面で負担が大きく、生産性や製造コストに悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
また、調心精度を高めるためには、パワーメータによるパワー検出の分解能を上げる必要があり、そのためにはパワーメータによるパワー検出の際にＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ方向の走査ピッチを細かくすることが求められる。その結果、調心時間が延びて更なる生産性の低下を招くことになる。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたものであり、その目的とするところは、簡便な方法で高精度な調心が可能な光源モジュール及び光源モジュールの調心方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、光源と、前記光源からの出射光の光路制御を行うレンズと、を備え、前記レンズは、前記光源に向く側の前記レンズの光軸に垂直な面上に複数の凸状のマイクロレンズ部を有し、前記複数のマイクロレンズ部は、前記光軸を中心とする同一円上で円周方向に対して等角度間隔で配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記複数のマイクロレンズ部は、前記光源側から見た平面視の輪郭形状が円形、楕円形、矩形及び多角形のうちのいずれかの形状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、前記複数のマイクロレンズ部は、前記光源からの照射光に対してその照射光の最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の光を受ける位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、光源と、前記光源からの出射光の光路制御を行うレンズと、を備え、前記レンズは、前記光源に向く側の前記レンズの光軸に垂直な面上に凸状のマイクロレンズ部を有し、前記マイクロレンズ部は、前記光軸を中心とする円環状に配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項４において、前記マイクロレンズ部は、前記光源からの照射光に対してその照射光の最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の光を受ける位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、前記レンズは、集光機能又はコリメート機能を有するレンズであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、光源と、前記光源からの出射光の光路制御を行うレンズと、を備え、前記レンズは、前記光源を向に側の前記レンズの光軸に垂直な面上に複数の凸状のマイクロレンズ部を有し、前記複数のマイクロレンズ部は、前記光軸を中心とする同一円上で円周方向に対して等角度間隔で配置されており、前記光源と前記レンズとの位置を調整して、前記光源から出射して前記複数のマイクロレンズ部を透過した光の投影像が、いずれも同じ光強度で形成された位置を調心位置とすることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項７において、前記複数のマイクロレンズ部は、前記光源側から見た平面視の輪郭形状が円形、楕円形、矩形及び多角形のうちのいずれかの形状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項９に記載された発明は、請求項７又は請求項８のいずれかにおいて、前記複数のマイクロレンズ部は、前記光源からの照射光に対してその照射光の最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の光を受ける位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項１０に記載された発明は、光源と、前記光源からの出射光の光路制御を行うレンズと、を備え、前記レンズは、前記光源に向く側の前記レンズの光軸に垂直な面上に凸状のマイクロレンズ部を有し、前記マイクロレンズ部は、前記光軸を中心とする円環状に配置されており、前記光源と前記レンズとの位置を調整して、前記光源から出射して前記マイクロレンズ部を透過した光の投影像が、均一の光強度で形成された位置を調心位置とすることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１１に記載された発明は、請求項１０において、前記マイクロレンズ部は、前記光源からの照射光に対してその照射光の最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の光を受ける位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項１２に記載された発明は、請求項７〜請求項１１のいずれかにおいて、前記レンズは、集光機能又はコリメート機能を有するレンズであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、レンズの光源に向く側の、レンズの光軸を中心とする同一円上に円周方向に対して等角度間隔で複数の凸状のマイクロレンズ部を設け、光源とレンズとの位置を調整して、光源から出射して複数のマイクロレンズ部を透過した光の投影像が、いずれも同じ光強度で形成された位置を調心位置とする。
【００２２】
これにより、光源モジュールの調心を、簡便な方法で高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の「光源とレンズの調心方法」に係る調心光学系の基本構成図である。
【図２】調心光学系を構成するレンズを光入射面側から見た平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】調心光学系の光線図である。
【図５】調心後の調心光学系で形成された光強度分布の図である。
【図６】調心前の調心光学系の光線図である。
【図７】調心前の調心光学系で形成された光強度分布の図である。
【図８−１】第１の実施形態の光源モジュールの組立調心方法の説明図である。
【図８−２】第１の実施形態の光源モジュールの組立調心方法の説明図である。
【図９−１】第２の実施形態の光源モジュールの組立調心方法の説明図である。
【図９−２】第２の実施形態の光源モジュールの組立調心方法の説明図である。
【図９−３】第２の実施形態の光源モジュールの組立調心方法の説明図である。
【図１０】第２実施形態の光源モジュールを構成するレンズを光入射面側から見た平面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】第２の実施形態の光源モジュールで形成された光強度分布の図である。
【図１３】調心光学系を構成するディテクタの二次元撮像素子を部分的に遮光したときの二次元撮像素子の光強度分布の図である。
【図１４】調心光学系を構成するレンズに設ける環状のレンズ部の説明図である。
【図１５】調心光学系を構成するレンズに設けるマイクロレンズ部の説明図である。
【図１６】同じく、マイクロレンズ部の説明図である。
【図１７】同じく、マイクロレンズ部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１７を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００２５】
本発明の光源モジュールの調心方法、特に、光源とレンズの調心方法の基本思想について、光ファイバ光源（以下、「ファイバ光源」と略称する）３０と、ファイバ光源３０から出射された光ビーム（レーザビーム）の光路制御を行うレンズ１０と、レンズ１０によって光路制御された光を受光するディテクタ４０とを備えた調心光学系１を用いて説明する（図１参照）。
【００２６】
ファイバ光源３０は、光入射端面３１の近傍に配置したレーザ（図示せず）から発せられて光入射端面３１を介して入射したレーザ光（光ビーム）を導光して光出射端面３２を介してレンズ１０に向けて出射する。
【００２７】
レンズ１０は、図２（光入射面側から見た平面図）及び図３（図２のＡ−Ａ断面図）に示すように、上記ファイバ光源３０から出射した光ビームの光路制御を行うレンズ部１１と、レンズ部１１の外縁に沿って円環状に形成された円筒状のレンズ支持部１２とを有しており、レンズ部１１は、互いに対向する光入射面１３と光出射面１４とを有している。
【００２８】
光入射面１３は、レンズ１０の光軸ＡＸ１に対して垂直な円状の平坦面で構成された平面部１５と、平面部１５上に位置し、光軸ＡＸ１と平面部１５との交点位置を中心とする同一円上に円周方向に対して９０°の等角度間隔で設けられた４つのマイクロレンズ部１６を有している。
【００２９】
４つのマイクロレンズ部１６は、光入射面側から見た平面視の輪郭形状が、いずれも円形状を有すると共に外側に凸の球面系の湾曲面からなる立体形状を有している。
【００３０】
光出射面１４は、光軸ＡＸ１を中心軸とする外側に凸の球面系の湾曲面からなる立体形状を有している。
【００３１】
以上より、レンズ１０は換言すると、光入射側にレンズ１０の光軸ＡＸ１を中心とする４つのマイクロレンズ部１６を有すると共に、光出射側に凸状レンズ面を有する略平凸形状のレンズ部１１を有しており、このレンズ部１１は光路制御において集光機能を果たす。
【００３２】
図１に戻って、ディテクタ４０は、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の二次元撮像素子を備えており、レンズ１０から照射された光ビームを二次元撮像素子の受光面４１で受光したディテクタ４０は、出力信号が数値化されて二次元撮像素子で受光した光ビームに対応する二次元の光強度分布が得られる。
【００３３】
ファイバ光源３０の光出射端面３２とレンズ１０の光入射面１３の平面部１５との距離Ｄ１及びレンズ１０の光入射面１３の大きさ(直径)ｄは、ファイバ光源３０の光出射端面３２から出射したガウシアン分布の光強度を有する光ビームに対して所定以上の光量をレンズ部１１内に取り込むように設定されている。
【００３４】
具体的には、１つの目安として例えば、ファイバ光源３０の光出射端面３２から出射した光ビームのうち、レンズ１０のレンズ部１１に対して光ビームの最大ピーク光強度の１／ｅ２以上の強度の光が照射されるように、ファイバ光源３０の光出射端面３２とレンズ１０の光入射面１３の平面部１５との距離Ｄ１及びレンズ１０の光入射面１３の大きさ(直径)ｄが設定されている。
【００３５】
これに伴って、レンズ１０の光入射面１３に設ける４つのマイクロレンズ部１６の夫々が、光ビームの最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の照射光を受ける位置に配置されている。
【００３６】
ファイバ光源３０の光出射端面３２とレンズ１０の光入射面１３の平面部１５との距離Ｄ１と、レンズ１０の光入射面１３の大きさ(直径)ｄとは互いに関連性を有する関係にあり、調心光学系１の形状寸法の設計自由度の範囲内において、ファイバ光源３０の光出射端面３２とレンズ１０の光入射面１３の平面部１５との距離Ｄ１を設定することにより、それに依存してレンズ１０の光入射面１３の大きさｄ及びマイクロレンズ部１６の位置が決まり、レンズ１０の光入射面１３の大きさｄ及びマイクロレンズ部１６の位置を設定することにより、それに依存してファイバ光源３０の光出射端面３２とレンズ１０の光入射面１３の平面部１５との距離Ｄ１が決まる。
【００３７】
レンズ１０の光出射面１４とディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１との距離Ｄ２と、レンズ１０の光出射面１４の曲率（焦点距離）とは、ディテクタ４０の二次元撮像素子に投影される光ビームの投影像（ビームスポット）の大きさを規定することにより、互いに関連性を有する関係にあり、調心光学系１の形状寸法の設計自由度の範囲内において、レンズ１０の光出射面１４とディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１との距離Ｄ２を設定することにより、それに依存してレンズ１０の光出射面１４の曲率（焦点距離）が決まり、レンズ１０の光出射面１４の曲率（焦点距離）を設定することにより、それに依存してレンズ１０の光出射面１４とディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１との距離Ｄ２が決まる。
【００３８】
レンズ１０とファイバ光源３０は、互いの光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２が合致するように配置されており、光軸ＡＸ１及び光軸ＡＸ２に垂直に交差するようにディテクタ４０が配置されている。
【００３９】
上記構成の調心光学系１において、図４に示すように、ファイバ光源３０の光出射端面３２から出射してレンズ１０のレンズ部１１の光入射面１３の平面部１５に照射された光ビーム（レーザビーム）Ｌ１（図４では実線で示す）は、平面部１５で集光方向に屈折されてレンズ１０に入射し、レンズ１０のレンズ部１１内を導光されて光出射面１４で更に集光方向に屈折されてディテクタ４０に向けて出射され、一旦レンズ１０の光軸ＡＸ１上に集光した後にディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１に照射される。
【００４０】
同様に、ファイバ光源３０の光出射端面３２から出射してレンズ１０のレンズ部１１の光入射面１３のマイクロレンズ部１６に照射された光ビーム（レーザビーム）Ｌ２（図４では破線で示す）は、マイクロレンズ部１６を介してレンズ１０に入射し、レンズ１０のレンズ部１１内を導光されて光出射面１４で集光方向に屈折されてディテクタ４０に向けて出射され、一旦レンズ１０の光軸ＡＸ１上に集光した後にディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１に照射される。
【００４１】
レンズ１０の光出射面１４を介して照射された光ビームを二次元撮像素子の受光面４１で受光したディテクタ４０は、出力信号が数値化されてディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１で受光した光ビームに対応する二次元の光強度分布（図５参照）が得られる。
【００４２】
図５の光強度分布の図において、四角で囲んだ領域Ｓがディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１の受光領域に対応し、四角領域Ｓの中心点Ｑはレンズ１０の光軸ＡＸ１とファイバ光源３０の光軸ＡＸ２とがディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１の領域とが交差する点に対応している。
【００４３】
四角領域Ｓの中央部には、ディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１に照射された光ビームの投影像の光強度を数値化した光強度分布が濃淡のグレースケールで表示されて可視化されており、光強度分布の最大ピーク光強度の位置（光強度分布の中心）Ｐが、レンズ１０の光軸ＡＸ１上及びファイバ光源３０の光軸ＡＸ２上の中心点Ｑの位置に位置すると共に光強度分布が中心Ｐ及び中心点Ｑを中心とする同心円状を呈している。
【００４４】
なお、図５では光強度分布がグレースケールで表示されているが、カラースケールで表示されることもある。
【００４５】
光強度分布の縁部の４箇所には、マイクロレンズ部１６に向けて照射された光ビームで形成され輝点（図５では星印で表示）Ｂ１〜Ｂ４が投影され、４箇所の輝点Ｂ１〜Ｂ４は中心Ｐ及び中心点Ｑの位置を中心とする同一円上に円周方向に対して９０°の等角度間隔で形成されていると同時に、いずれも同一の光強度を有している。
【００４６】
また、図５には４つの光強度曲線Ｃ１〜Ｃ４が示されており、光強度曲線Ｃ１と光強度曲線Ｃ２は、Ｘ−Ｘ方向の、中心点Ｑ、輝点Ｂ１及び輝点Ｂ２を通る位置の光強度曲線であり、そのうち光強度曲線Ｃ１は輝点Ｂ１及び輝点Ｂ２を除いた光強度曲線であり、光強度曲線Ｃ２は輝点Ｂ１及び輝点Ｂ２を含めた光強度曲線である。
【００４７】
同様に、光強度曲線Ｃ３と光強度曲線Ｃ４は、Ｙ−Ｙ方向の、中心点Ｑ、輝点Ｂ３及び輝点Ｂ４を通る位置の光強度曲線であり、そのうち光強度曲線Ｃ３は輝点Ｂ３及び輝点Ｂ４を除いた光強度曲線であり、光強度曲線Ｃ４は輝点Ｂ３及び輝点Ｂ４を含めた光強度曲線である。
【００４８】
光強度曲線Ｃ１と光強度曲線Ｃ２とを対比してみると、光強度曲線Ｃ２上の、光強度曲線Ｃ１において最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度となる位置に対応する位置に、輝点Ｂ１及び輝点Ｂ２による高光強度部Ｅ１及びＥ２が形成されている。同様に、光強度曲線Ｃ３と光強度曲線Ｃ４とを対比してみると、光強度曲線Ｃ４上の、光強度曲線Ｃ３において最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度となる位置に対応する位置に、輝点Ｂ３及び輝点Ｂ４による高光強度部Ｅ３及びＥ４が形成されている。
【００４９】
以上のことより、レンズ１０とファイバ光源３０を、互いの光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２が合致するように配置すると、ファイバ光源３０から出射してレンズ１０で光路制御された光ビームの光強度分布は、中心の最大ピーク光強度の位置Ｐが光軸ＡＸ１上及び光軸ＡＸ２上に位置することになる。
【００５０】
また、レンズ１０の光入射面１３の平面部１５上に位置し、レンズ１０の光軸ＡＸ１と平面部１５との交点位置を中心とする同一円上に円周方向に対して９０°の等角度間隔で設けられた４つのマイクロレンズ部１６の投影像が、光軸ＡＸ１上及び光軸ＡＸ２上の点を中心とする同一円上に円周方向に対して９０°の等角度間隔で輝点Ｂ１〜Ｂ４として投影される。同時に４箇所の輝点Ｂ１〜Ｂ４はいずれも同一の光強度に投影される。
【００５１】
換言すると、レンズ１０の光入射面１３に、レンズ１０の光軸ＡＸ１上の点を中心とする４つのマイクロレンズ部１６を設けることにより、マイクロレンズ部１６で投影される４箇所の輝点Ｂ１〜Ｂ４が全て同一の光強度を有するとき、あるいは４箇所の輝点Ｂ１〜Ｂ４がレンズ１０の光軸ＡＸ１を中心とする位置に形成されたときには、ファイバ光源３０とレンズ１０とが互いの光軸を合致させた状態にあることを示すものであり、調心の位置とすることができる。
【００５２】
そこで、図６にあるように、ファイバ光源３０の光軸ＡＸ２とレンズ１０の光軸ＡＸ１とが互いにずれた位置にある場合、ファイバ光源３０の光出射端面３２から出射してレンズ１０の光入射面１３の平面部１５からレンズ１０に入射した光ビームＬ１（図６では実線で示す）及びファイバ光源３０の光出射端面３２から出射してレンズ１０の光入射面１３のマイクロレンズ部１６からレンズ１０に入射した光ビームＬ２（図６では破線で示す）は、いずれもレンズ１０の光出射面１４から出射してレンズ１０の光軸ＡＸ１上に集光することがなく、そのときにディテクタ４０の二次元撮像素子の受光面４１で受光される光ビーム（Ｌ１及びＬ２）の光強度分布は、図７に示すように、中心位置がレンズ１０の光軸ＡＸ１に対してＹ−Ｙ方向にずれていると同時に、マイクロレンズ部１６による投影像の輝点Ｂ１及び輝点Ｂ２がレンズ１０の光軸ＡＸ１に対してＹ−Ｙ方向にずれていると共に、輝点（Ｂ１及びＢ２）と輝点Ｂ３と輝点Ｂ４とが異なる光強度を有している。
【００５３】
そこで、上記光強度分布のデータをフィードバックして輝点Ｂ１〜Ｂ４が同一の光強度になるようにファイバ光源３０又はレンズ１０を移動する。これにより、ファイバ光源３０とレンズ１０とが互いの光軸を合致させた状態となって調心位置となる。
【００５４】
また、輝点Ｂ１〜Ｂ４の中心がレンズ１０の光軸ＡＸ１上に位置するようにファイバ光源３０又はレンズ１０を移動する。これによっても、ファイバ光源３０とレンズ１０とが互いの光軸を合致させた状態となって調心位置となる。
【００５５】
次に、上述の、ファイバ光源３０、レンズ１０及びディテクタ４０の構成による調心光学系１に対して、ディテクタ４０の代わりに、レンズ１０によって集光された光を波長変換及び／又は光拡散して外部に出射する蛍光拡散体５０とを備えた実施形態（第１の実施形態）の光源モジュールの調心方法について、図８（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００５６】
まず、図８（ａ）に示すように、外側をフェルール３３に保護されたファイバ光源３０と、円筒状のファイバホルダ６１を準備する。
【００５７】
次に、図８（ｂ）に示すように、フェルール３３に保護されたファイバ光源３０をファイバホルダ６１に挿入して所定の位置に位置させ、固定部材７０を介して固定する。
【００５８】
次に、図８（ｃ）に示すように、フェルール３３に保護されたファイバ光源３０が固定されてなるファイバホルダ６１をステージ７１の所定の位置にセットし、レンズ１０をチャック７２によりチャッキングしてファイバホルダ６１の上端面上に位置させると共に、ディテクタ４０をレンズ１０のファイバ光源３０と反対側に配置する。そして、ファイバ光源３０の光出射端面３２からレンズ１０に向けて光ビーム（レーザビーム）を出射させてレンズ１０で光路制御された光ビームをディテクタ４０の二次元撮像素子（図示せず）に投影する。
【００５９】
ファイバ光源３０とレンズ１０との調心に際しては、ディテクタ４０の二次元撮像素子に投影された光ビームの光強度分布をモニターしながら、マイクロレンズ部１６で投影される４箇所の輝点の夫々の光強度のデータをフィードバックしてチャッキングされたレンズ１０をＸＹ方向に移動することにより、４箇所の輝点が全て同一の光強度となるようにレンズ１０の位置を調整して固定部材７０を介して固定する。
【００６０】
これにより、ファイバ光源３０とレンズ１０との互いの光軸を合致させた状態とすることができ、ファイバ光源３０とレンズ１０との調心位置とすることができる。
【００６１】
次に、図８（ｄ）に示すように、ディテクタ４０をそのままの位置に位置させた状態で、一端側に開口部６２ａと他端側に窓孔部６２ｂを有する蛍光拡散体ホルダ６２をチャック７２によりチャッキングして開口部６２ａでレンズ１０を囲むようにファイバホルダ６１の上端面上に位置させる。そして、ファイバ光源３０の光出射端面３２から出射してレンズ１０で光路制御された光ビームが、蛍光拡散体ホルダ６２の窓孔部６２ｂを通してディテクタ４０の二次元撮像素子に投影される。
【００６２】
レンズ１０と蛍光拡散体ホルダ６２の窓孔部６２ｂとの調心に際しては、ディテクタ４０の二次元撮像素子に投影された光ビームの光強度分布をモニターしながら、蛍光拡散体ホルダ６２の窓孔部６２ｂの輪郭位置のデータをフィードバックしてチャッキングされた蛍光拡散体ホルダ６２をＸＹ方向に移動することにより、蛍光拡散体ホルダ６２の窓孔部６２ｂが光ビームの光強度分布の中央に位置するように蛍光拡散体ホルダ６の位置を調整して固定部材７０を介して固定する。
【００６３】
これにより、ファイバ光源３０とレンズ１０の夫々の光軸と、蛍光拡散体ホルダ６２の窓孔部６２ｂの中心軸を合致させることができ、ファイバ光源３０とレンズ１０と蛍光拡散体ホルダ６２の窓孔部６２ｂの調心位置とすることができる。
【００６４】
次に、図８（ｅ）に示すように、蛍光拡散体ホルダ６２の窓孔部６２ｂに蛍光拡散部材５０を嵌合して固定すると共にステージ７１から取り外すことにより、蛍光拡散部材５０の中心部から外側方向に対して偏らない光強度分布を有する出射光を得ることができる光源モジュール２が完成する。
【００６５】
なお、蛍光拡散体５０に投影された輝点は、光強度が中心部の光強度よりもかなり低いため、蛍光拡散体５０で拡散されて出射光の光強度分布にほとんど影響を及ぼすことはない。
【００６６】
ところで、レンズ１０の光入射面１３に設けるマイクロレンズ部１６は必ずしも４つである必要はなく、３つ以上設ければよい。また、３つ以上のマイクロレンズ部１６は、必ずしも光ビームの最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の照射光を受ける位置に設ける必要はなく、レンズ１０の光軸ＡＸ１と光入射面１３の平面部１５との交点位置を中心とする同一円上に円周方向に対して等角度間隔で配置すればよい。
【００６７】
上記図８（ｄ）に示す、レンズ１０と蛍光拡散体ホルダ６２の窓孔部６２ｂとの調心工程においては、必ずしもファイバ光源３０からの出射光を必要とせず、ディテクタ４０の二次元撮像素子によって蛍光拡散体ホルダ６２の窓孔部６２ｂの位置を画像認識することで対応できる。
【００６８】
次に、第２の実施形態の光源モジュールの調心方法について、図９（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００６９】
第２の実施形態の光源モジュールは、上述の第１の実施形態の光源モジュールに対しファイバ光源３０に替えてレーザ素子（図示せず）を搭載したキャンタイプのレーザ光源５５を用い、蛍光拡散体５０に替えて光ファイバ５６を用いている。同時に、レーザ光源５５から発せられるレーザ光のビーム形状を考慮して、レンズ１０の光入射面３１に設けるマイクロレンズ部１６の個数を変えている（具体的には２つ）。
【００７０】
つまり、キャンタイプのレーザ光源５５からの光ビーム（レーザビーム）をレンズ１０を介して光ファイバ５６に取り込む調心光学系を有する光源モジュール３である。
【００７１】
まず、図９（ａ）に示すように、円筒状のレーザホルダ８０とキャンタイプのレーザ光源５５を準備し、レーザ光源５５をレーザホルダ８０に挿入して所定の位置に位置させ、固定部材７０を介して固定する。
【００７２】
同様に、図９（ｂ）に示すように、連続する複数の異なる内径を有する筒状のレンズホルダ８１とレンズ１０を準備し、レンズ１０をレンズホルダ８１の大きい内径側に挿入して所定の位置に位置させ、固定部材７０を介して固定する。
【００７３】
次に、図９（ｃ）に示すように、レーザ光源５５が固定されてなるレーザホルダ８０をステージ７１の所定の位置にセットし、レンズ１０が固定されてなるレンズホルダ８１をチャック７２によりチャッキングしてレーザホルダ８０の上端面上に位置させると共に、ディテクタ４０をレンズ１０のレーザ光源５５と反対側に配置する。そして、レーザ光源５５からレンズ１０に向けて光ビーム（レーザビーム）を出射させてレンズ１０で光路制御された光ビームをディテクタ４０の二次元撮像素子に投影する。
【００７４】
レーザ光源５５とレンズ１０との調心に際しては、ディテクタ４０の二次元撮像素子に投影された光ビームの光強度分布をモニターしながら、２つのマイクロレンズ部１６で投影される２箇所の輝点の夫々の光強度のデータをフィードバックしてチャッキングされたレンズホルダ８１をＸＹ方向に移動することにより、２箇所の輝点が全て同一の光強度となるようにレンズ１０の位置を調整して固定部材７０を介して固定する。
【００７５】
これにより、レーザ光源５５とレンズ１０との互いの光軸を合致させることができ、レーザ光源５５とレンズ１０との調心位置とすることができる。
【００７６】
次に、図９（ｄ）に示すように、ディテクタ４０を外して光ファイバ５６を保護するフェルール３３をチャック７２によりチャッキングしてレンズホルダ８１の小さい内径側に挿入する。そして、レーザ光源５５からレンズ１０に向けて光ビーム（レーザビーム）を出射させてレンズ１０で光路制御された光ビームを光ファイバ５６の光入射端面５７に投影する。
【００７７】
レンズ１０と光ファイバ５６の光入射端面５７との距離設定は、図示しないが、光ファイバ５６の光出射端にパワーメータを接続し、パワーメータの出力をモニターしながら、チャッキングされた、光ファイバ５６のフェルール３３をＺ方向に移動することにより、パワーメータの出力が最大となるように光ファイバ５６の位置を調整して固定部材７０を介して固定する。
【００７８】
次に、光ファイバ５６のフェルール３３からチャック７２を外すことにより図（ｅ）に示す光源モジュール３が完成する。光源モジュール３は、レーザ光源５５から出射した光ビーム（レーザビーム）をレンズ１０で集光して光ファイバ５６に取り込む光学機能を有している。
【００７９】
ところで、上記第１の実施形態の光源モジュール２においては、ファイバ光源３０から出射される光ビームのビーム形状が円形状を呈しているのに対し、第２の実施形態の光源モジュール３のキャンタイプのレーザ光源５５から出射される光ビームのビーム形状は楕円形状を呈している。
【００８０】
そのため、レンズ１０の光入射面１３に設けられるマイクロレンズ部１６は、図１０（光入射面側から見た平面図）及び図１１（図１０のＢ−Ｂ断面図）に示すように、レーザ光源５５からの光ビームの照射領域に位置するように楕円形状の照射方向に沿って２つのマイクロレンズ部１６が設けられている。２つのマイクロレンズ部１６は、レンズ１０の光軸ＡＸ１上の点を対称点とする点対称の位置に位置すると共に、光ビームの最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の照射光を受ける位置に配置されている。
【００８１】
そのため、レーザ光源５５から出射してレンズ１０で配光制御されてディテクタ４０の二次元撮像素子に投影されたビームスポットは、図１２に示すような光強度分布を形成する。
【００８２】
図１２の光強度分布は、四角で囲んだ領域Ｓがディテクタ４０の二次元撮像素子の受光領域に対応し、四角領域Ｓの中心点Ｑはレンズ１０の光軸ＡＸ１とディテクタ４０の二次元撮像素子の受光領域とが交差する点に対応している。
【００８３】
四角領域Ｓの中央部には、ディテクタ４０の二次元撮像素子に照射された光ビームの投影像の光強度を数値化した光強度分布が濃淡のグレースケールで表示されて可視化されており、光強度分布の最大ピーク光強度の位置（光強度分布の中心）Ｐが光軸ＡＸ１上の中心点Ｑの位置に位置すると共に光強度分布が中心Ｐ及び中心点Ｑを中心とする楕円状を呈している。
【００８４】
光強度分布の楕円の長軸方向の縁部の２箇所には、マイクロレンズ部１６に向けて照射された光ビームで形成され輝点（星印で表示）Ｂ５及びＢ６が投影され、２箇所の輝点Ｂ５及びＢ６は中心Ｐ及び中心点Ｑの位置を中心とする点対称の位置に形成されていると同時に、互いに同一の光強度を有している。
【００８５】
また、図１２は３つの光強度曲線Ｃ５〜Ｃ７が示されており、光強度曲線Ｃ５と光強度曲線Ｃ６は、Ｙ−Ｙ方向の、中心点Ｑ、輝点Ｂ５及び輝点Ｂ６を通る位置の光強度曲線であり、そのうち光強度曲線Ｃ５は輝点Ｂ５及び輝点Ｂ６を除いた光強度曲線であり、強度曲線Ｃ６は輝点Ｂ５及び輝点Ｂ６を含めた光強度曲線である。
【００８６】
光強度曲線Ｃ７は、Ｘ−Ｘ方向の、中心点Ｑを通る位置の光強度曲線である。
【００８７】
光強度曲線Ｃ５と光強度曲線Ｃ６とを対比してみると、光強度曲線Ｃ６上の、光強度曲線Ｃ５において最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度となる位置に対応する位置に、輝点Ｂ５及び輝点Ｂ６による高光強度部Ｅ５及びＥ６が形成されている。
【００８８】
以上のことより、レンズ１０とレーザ光源５５を、互いの光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ３が合致するように配置すると、レーザ光源５５から出射してレンズ１０で光路制御された光ビームの光強度分布は、中心の最大ピーク光強度の位置Ｐが光軸ＡＸ１上及び光軸ＡＸ３上に位置することになる。
【００８９】
また、レンズ１０の光入射面１３の、レンズ１０の光軸ＡＸ１上の点を対称点とする点対称の位置に設けられた２つのマイクロレンズ部１６の投影像が、光軸ＡＸ１上の点を対称点とする点対称の位置に輝点Ｂ５、Ｂ６として投影される。同時に２箇所の輝点Ｂ５、Ｂ６は同一の光強度に投影される。
【００９０】
換言すると、レンズ１０の光入射面１３に、レンズ１０の光軸ＡＸ１上の点を対称点とする点対称の位置に２つのマイクロレンズ部１６を設けることにより、マイクロレンズ部１６で投影される２箇所の輝点Ｂ５、Ｂ６が互いに同一の光強度を有し、且つ２箇所の輝点Ｂ５、Ｂ６がレンズ１０の光軸ＡＸ１上の点を対称点とする点対称の位置に形成されたときには、レーザ光源５５とレンズ１０とが互いの光軸を合致させた状態となって調心位置とすることができる。
【００９１】
上記２つのマイクロレンズ部１６は、必ずしも光ビームの最大ピーク光強度の１／ｅ２の光強度の照射光を受ける位置に設ける必要はなく、レンズ１０の光軸ＡＸ１上の点を対称点とする点対称の位置に位置していればよい。
【００９２】
なお、ディテクタ４０の二次元撮像素子の、光ビームの中心部の光強度が強い部分が照射される領域に、受光素子保護のための遮光部材を設けることも可能である。但し、マイクロレンズ部のある領域には遮光部材が配置されず照射光が照射されるようになっている。
【００９３】
すると、例えば、上記第１の実施形態の光源モジュール２において、ディテクタ４０の二次元撮像素子が受光した投影像の光強度分布は図１３に示すように、中央領域Ｗは光強度が検出されないが、マイクロレンズ部１６の投影像の４箇所の輝点Ｂ１〜Ｂ４は光強度が示されている。
【００９４】
因みに、Ｘ−Ｘ方向の、中心点Ｑ、輝点Ｂ１及び輝点Ｂ２を通る位置の光強度曲線Ｃ２及びＹ−Ｙ方向の、中心点Ｑ、輝点Ｂ３及び輝点Ｂ４を通る位置の光強度曲線Ｃ４は、いずれも中央部の光強度の強い部分が抜けている。
【００９５】
この場合、マイクロレンズ部１６の投影像の輝点Ｂ１〜Ｂ４の光強度が、全て同一の光強度となるように調整することで調心が行われるため、ディテクタ４０の二次元撮像素子に受光素子保護のための遮光部材を設けても調心に悪影響を及ぼすことはない。
【００９６】
ところで、マイクロレンズ部１６は、光入射面側から見た平面視の輪郭形状が円形状に限られるものではなく、例えば、図１４に示すような環状のマイクロ環状レンズ部１７、図１５に示すような矩形状のマイクロレンズ部１８、図１６に示すような三角形状のマイクロレンズ部１９、図１７に示すような楕円形状のマイクロレンズ部２０等の形状が考えられる。
【００９７】
また、上記レンズ１０は、集光機能を有するものに限られるものではなく、例えば、コリメート機能を有するもの等であってもよい。
【００９８】
以上のように、本発明の「光源モジュールの調心方法」は、レンズに設けた複数のマイクロレンズで形成される投影像が、いずれも同じ光強度で形成された位置を調心位置とするものである。そのため、例えば、光源とレンズの調心を簡便な方法で高精度に行うことができる。
【符号の説明】
【００９９】
１…  調心光学系
２…  光源モジュール
３…  光源モジュール
１０…  レンズ
１１…  レンズ部
１２…  レンズ支持部
１３…  光入射面
１４…  光出射面
１５…  平面部
１６…  マイクロレンズ部
１７…  マイクロ環状レンズ部
１８…  マイクロレンズ部
１９…  マイクロレンズ部
２０…  マイクロレンズ部
３０…  光ファイバ光源
３１…  光入射端面
３２…  光出射端面
３３…  フェルール
４０…  ディテクタ
４１…  受光面
５０…  蛍光拡散体
５５…  レーザ光源
５６…  光ファイバ
５７…  光入射端面
６１…  ファイバホルダ
６２…  蛍光拡散体ホルダ
６２ａ…  開口部
６２ｂ…  窓孔部
７０…  固定部材
７１…  ステージ
７２…  チャック
８０…  レーザホルダ
８１…  レンズホルダ
【図１】
2020003522.tif 000003
【図２】
2020003522.tif 000004
【図３】
2020003522.tif 000005
【図４】
2020003522.tif 000006
【図５】
2020003522.tif 000007
【図６】
2020003522.tif 000008
【図７】
2020003522.tif 000009
【図８−１】
2020003522.tif 000010
【図８−２】
2020003522.tif 000011
【図９−１】
2020003522.tif 000012
【図９−２】
2020003522.tif 000013
【図９−３】
2020003522.tif 000014
【図１０】
2020003522.tif 000015
【図１１】
2020003522.tif 000016
【図１２】
2020003522.tif 000017
【図１３】
2020003522.tif 000018
【図１４】
2020003522.tif 000019
【図１５】
2020003522.tif 000020
【図１６】
2020003522.tif 000021
【図１７】
2020003522.tif 000022