(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が配列した発光素子アレイと、
前記複数の発光素子から射出された光の光路上に、前記発光素子アレイに対向して配置されるレンズアレイと、
前記発光素子アレイと前記レンズアレイとの間に設けられ、３個以上の固定部により前記発光素子アレイと前記レンズアレイとを固定する固定部材と、
を有し、
前記３個以上の固定部のうちの１個の固定部は、他の固定部よりもブリネル硬さが高い材料により形成されていることを特徴とする光源デバイス。
【請求項２】
前記固定部材は、金属により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源デバイス。
【請求項３】
前記３個以上の固定部のうちの１個の固定部は、前記他の固定部よりも先に硬化する材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源デバイス。
【請求項４】
前記他の固定部のブリネル硬さは、前記３個以上の固定部のうちの１個の固定部のブリネル硬さの０．００８倍以上０．７９倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の光源デバイス。
【請求項５】
前記発光素子アレイと前記レンズアレイとの間の熱膨張係数の差が、２×１０−６／℃以上６×１０−６／℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の光源デバイス。
【請求項６】
前記発光素子アレイは、前記レンズアレイと対向する側の面に形成された第１金属パターンを有し、
前記レンズアレイは、前記発光素子アレイと対向する側の面に、前記第１金属パターンが形成された位置と対応するように形成された第２金属パターンを有し、
前記第１金属パターンと前記第２金属パターンとが前記固定部材により接合されることによって前記発光素子アレイと前記レンズアレイとが固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光源デバイス。
【請求項７】
前記固定部のうちの１個の固定部と対応する位置に形成された前記第１金属パターン及び前記第２金属パターンは、前記他の固定部と対応する位置に形成された前記第１金属パターン及び前記第２金属パターンと異なる形状を有することを特徴とする請求項６に記載の光源デバイス。
【請求項８】
前記３個以上の固定部のうちの１個の固定部と対応する位置に形成された前記第１金属パターン及び前記第２金属パターンは、平面視で円形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光源デバイス。
【請求項９】
前記３個以上の固定部のうちの１個の固定部と対応する位置に形成された前記第１金属パターン及び前記第２金属パターンは、前記他の固定部と対応する位置に形成された前記第１金属パターン及び前記第２金属パターンよりも平面視で面積が大きいことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の光源デバイス。
【請求項１０】
前記他の固定部と対応する位置に形成された前記第１金属パターン及び前記第２金属パターンは、平面視で矩形状に形成されているパターンを含むことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の光源デバイス。
【請求項１１】
前記他の固定部と対応する位置に形成された前記第１金属パターン及び前記第２金属パターンは、矩形状に形成されている複数のパターンを含み、
前記複数のパターンは、平面視で異なる向きにな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のいずれか一項に記載の光源デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の発光素子を配列した発光素子アレイから射出された光を集光することで高出力化し、レーザ点火プラグの光源として用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
光源デバイスをレーザ点火プラグとして用いる場合、発光素子アレイから射出された光を一度コリメートした後、集光することで、発光素子アレイから射出された光を小さなスポットに効率良く集光している。
【０００４】
この場合、発光素子ごとにコリメートすることが求められるため、発光素子に近接する位置、例えば、発光素子アレイ上に光をコリメートするレンズアレイを配置することが好ましい。また、発光素子アレイとレンズアレイとを高精度に位置合わせするために、発光素子アレイ上にはんだ等の固定部材により直接レンズアレイを接合して固定するのが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発光素子アレイ上に固定部材により直接レンズアレイを接合する場合、発光素子アレイとレンズアレイの材料が異なると、接合時の熱に起因した収縮差による応力の影響を受ける。これにより、接合時や経時に固定部材、発光素子アレイ、レンズアレイ等にヒビ割れや剥がれが発生する場合がある。このように、ヒビ割れや剥がれ発生すると、発光素子アレイとレンズアレイとの位置がずれ、集光効率が低下し出力の低下を招く。
【０００６】
そこで、上記課題に鑑み、接合時の収縮差による応力の発生を抑制でき、高精度な位置合わせが可能な光源デバイス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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光源デバイスは、
複数の発光素子が配列した発光素子アレイと、
前記複数の発光素子から射出された光の光路上に、前記発光素子アレイに対向して配置されるレンズアレイと、
前記発光素子アレイと前記レンズアレイとの間に設けられ、３個以上の固定部により前記発光素子アレイと前記レンズアレイとを固定する固定部材と、
を有し、
前記３個以上の固定部のうちの１個の固定部は、他の固定部よりもブリネル硬さが高い材料により形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
開示の技術によれば、接合時の収縮差による応力の発生を抑制でき、高精度な位置合わせが可能な光源デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の光源デバイスを備える光学装置の概略図
【図２】従来の光源デバイスの概略図
【図３】従来の光源デバイスにおける接合時の残留応力の発生状態を示す図
【図４】従来の光源デバイスの残留応力による影響を示す図
【図５】第１実施形態の光源デバイスの概略図
【図６】第１実施形態の光源デバイスのレンズアレイの概略図
【図７】第１実施形態の光源デバイスの発光素子アレイの概略図
【図８】第２実施形態の光源デバイスの概略図
【図９】第３実施形態の光源デバイスの概略図
【図１０】第４実施形態の光源デバイスの概略図
【図１１】第５実施形態の光源デバイスの概略図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１１】
まず、本実施形態の光源デバイスが用いられる光学装置について、図１に基づき説明する。図１は、本実施形態の光源デバイスを備える光学装置の概略図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の光学装置１は、光源デバイス１００と、集光レンズ２００と、光ファイバ３００とを有する。光学装置１では、光源デバイス１００から射出された光が集光レンズ２００によって集光された後、光ファイバ３００の一端に入射し、光ファイバ３００の他端からレーザ光が射出される。
【００１３】
光源デバイス１００は、複数の発光素子が配列した２次元の発光素子アレイ１１０と、複数の発光素子から射出された光の光路上にそれぞれ配置される複数の光学素子が配列した２次元のレンズアレイ１２０とを有する。発光素子アレイ１１０から射出された光は、発光素子ごとに放射角を持ったレーザ光であり、レンズアレイ１２０を通ることによってコリメートされる。コリメートされた光は、集光レンズ２００に入射する。
【００１４】
なお、図１において、領域１１０ａは複数の発光素子が配列している発光領域を示し、領域１２０ａは複数の光学素子が配列しているコリメート領域を示している。
【００１５】
集光レンズ２００は、光源デバイス１００から射出された光を小さなスポットに効率よく集光し、光ファイバ３００に入射させる光学系である。
【００１６】
光ファイバ３００は、中心部のコア３１０と、その周囲を覆うクラッド３２０とを含む二層構造になっている。光ファイバ３００のコア３１０には、集光レンズ２００で集光された光が入射する。
【００１７】
本実施形態の光源デバイスの構成を説明する前に、従来の光源デバイスの構成について、図２から図４に基づき説明する。図２は、従来の光源デバイスの概略図である。具体的には、図２（ａ）は光源デバイスの上面を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）における一点鎖線２Ａ−２Ｂにおいて切断した断面を示し、図２（ｃ）は図２（ａ）における一点鎖線２Ｃ−２Ｄにおいて切断した断面を示している。
【００１８】
図２に示すように、従来の光源デバイス９００は、複数の発光素子が配列した２次元の発光素子アレイ９１０と、複数の発光素子から射出された光の光路上に、発光素子アレイ９１０に対向して配置されるレンズアレイ９２０とを有する。
【００１９】
発光素子ごとにコリメートするために、発光素子アレイ９１０とレンズアレイ９２０とは、高精度に位置合わせが行われる。領域９１０ａは発光素子アレイ９１０の発光領域を示し、領域９２０ａはレンズアレイ９２０のコリメート領域を示している。発光素子アレイ９１０とレンズアレイ９２０とは、固定部材９３０により４箇所で固定されている。
【００２０】
ところで、発光素子アレイ９１０の材料とレンズアレイ９２０の材料とは一般的に異なり、熱膨張係数が違うため、接合時の熱に起因する収縮差による応力の影響で、接合時や経時に接合部である固定部材９３０にヒビ割れが発生したり、剥がれたりする場合がある。
【００２１】
発光素子アレイ９１０とレンズアレイ９２０との接合部にひび割れが発生したり、剥がれたりする理由について、図３及び図４に基づき説明する。図３は、従来の光源デバイスにおける接合時の残留応力の発生状態を示す図である。図４は、従来の光源デバイスの残留応力による影響を示す図である。
【００２２】
発光素子アレイ９１０とレンズアレイ９２０とは、はんだ等の固定部材９３０により固定されている。このため、固定部材９３０により接合する際の温度変化等により、図３に示すように、レンズアレイ９２０が撓み、固定部材９３０に応力が発生する場合がある。
【００２３】
発光素子アレイ９１０は一般的にＧａＡｓ基板により形成されており、レンズアレイ９２０は石英基板により形成されているため、図３に示すように、発光素子アレイ９１０の収縮がレンズアレイ９２０の収縮よりも大きくなる。なお、図３中の矢印の長さは、熱による収縮の大きさを示している。また、応力は常に作用しているため、接合時に加熱した状態から常温の状態に戻したときや経時に接合部でヒビ割れや破壊が発生するおそれがある。
【００２４】
具体的には、従来の光源デバイス９００では、例えば、図４（ａ）に示すように、発光素子アレイ９１０にヒビ割れ９１０ｃが発生する場合がある。また、例えば、図４（ｂ）に示すように、レンズアレイ９２０にヒビ割れ９２０ｃが発生する場合がある。また、例えば、図４（ｃ）に示すように、固定部材９３０にヒビ割れ９３０ｃが発生する場合がある。
【００２５】
〔第１実施形態〕
次に、本発明の第１実施形態の光源デバイスについて、図５から図７に基づき説明する。
【００２６】
図５は、第１実施形態の光源デバイスの概略図である。具体的には、図５（ａ）は光源デバイスの上面を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）における一点鎖線５Ａ−５Ｂにおいて切断した断面を示し、図５（ｃ）は図５（ａ）における一点鎖線５Ｃ−５Ｄにおいて切断した断面を示している。
【００２７】
図６は、第１実施形態の光源デバイスのレンズアレイの概略図である。具体的には、図６（ａ）はレンズアレイの上面を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）の一点鎖線６Ａ−６Ｂにおいて切断した断面を示している。
【００２８】
図７は、第１実施形態の光源デバイスの発光素子アレイの概略図である。具体的には、図７（ａ）は発光素子アレイの上面を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）の一点鎖線７Ａ−７Ｂにおいて切断した断面を示している。
【００２９】
図５に示すように、光源デバイス１００は、発光素子アレイ１１０と、レンズアレイ１２０と、固定部材１３０とを有する。
【００３０】
発光素子アレイ１１０は、複数の発光素子が配列した部材であり、例えば、平面視で正方形状に形成され、１辺の長さが１０ｍｍ程度である。領域１１０ａは、発光素子アレイ１１０の発光領域を示している。発光素子アレイ１１０には、固定部材１３０に対する濡れ性が良好な金属により形成された第１金属パターン１１０ｍが設けられている。
【００３１】
レンズアレイ１２０は、発光素子アレイ１１０の複数の発光素子から射出された光の光路上に、発光素子アレイ１１０に対向して配置される部材である。レンズアレイ１２０は、発光素子アレイ１１０から射出されるレーザ光をコリメートするための複数の光学素子を含む。領域１２０ａはレンズアレイ１２０のコリメート領域を示している。レンズアレイ１２０には、固定部材１３０に対する濡れ性が良好な金属により形成された第２金属パターン１２０ｍが設けられている。第２金属パターン１２０ｍは、発光素子アレイ１１０に設けられた第１金属パターン１１０ｍと対応する位置に設けられている。
【００３２】
発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０との間の熱膨張係数の差は、応力、位置合わせ精度の観点から、２×１０−６／℃以上６×１０−６／℃以下であることが好ましい。
【００３３】
固定部材１３０は、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０との間に設けられ、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とを固定する部材である。発光素子ごとにコリメートするために、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とは、固定部材１３０により高精度に位置合わせされる。固定部材１３０は、平面視で発光領域１１０ａよりも外周側に設けられている。また、固定部材１３０は、発光素子アレイ１１０に形成された第１金属パターン１１０ｍと、レンズアレイ１２０に形成された第２金属パターン１２０ｍとを接合することにより、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とを固定する。このとき、第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍは、固定部材１３０に対する濡れ性が良好な金属により形成されている。これにより、固定部材１３０が第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍからはみ出すことがないため、固定部材１３０の表面張力によってセルフアライメントによる実装が可能になっている。
【００３４】
固定部材１３０は、３個以上の固定部を含み、３個以上の固定部のうちの少なくとも１個の固定部が他の固定部と異なる材料により形成されている。本実施形態では、固定部材１３０は、４個の固定部（第１固定部１３１、第２固定部１３２、第３固定部１３３及び第４固定部１３４）を含み、第１固定部１３１が、第２固定部１３２、第３固定部１３３及び第４固定部１３４よりも変形しにくい材料により形成されている。また、以下では、第２固定部１３２、第３固定部１３３及び第４固定部１３４をまとめて「他の固定部」と称する場合がある。
【００３５】
他の固定部のブリネル硬度（硬さ）は、応力、位置合わせ精度の観点から、第１固定部１３１のブリネル硬度の０．００８倍以上０．７９倍以下であることが好ましい。
【００３６】
具体的には、第１固定部１３１の材料としてＡｕＳｎ（金錫）を用いる場合、他の固定部の材料としては、ＡｕＳｎよりも変形しやすい材料を用いることが好ましい。ＡｕＳｎよりも変形しやすい材料としては、例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ、Ｓｎ（１００％）等のＰｂ（鉛）フリーはんだを用いることができる。また、「Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ」はＳｎ（錫）を９６．５ｗｔ％、Ａｇ（銀）を３．０ｗｔ％、Ｃｕ（銅）を０．５ｗｔ％含む材料を表し、「Ｓｎ−０．７Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ」はＳｎを９９．３ｗｔ％、Ｃｕを０．７ｗｔ％含み、不純物としてＮｉ（ニッケル）及びＰ（リン）を含む材料を表す。
【００３７】
また、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０との間の熱膨張係数の差が大きい場合や発光素子アレイ１１０及びレンズアレイ１２０のサイズが大きい場合には、例えば、第１固定部１３１の材料としてＰｂフリーはんだを用い、他の固定部の材料としてＰｂフリーはんだよりも変形しやすい材料を用いることが好ましい。Ｐｂフリーはんだよりも変形しやすい材料としては、例えば、Ｓｎ−５３Ｉｎ、Ｉｎ−３Ａｇ、Ｉｎ（１００％）等のＩｎ（インジウム）系はんだを用いることができる。なお、「Ｓｎ−５３Ｉｎ」はＳｎを４７ｗｔ％、Ｉｎを５３ｗｔ％含む材料を表し、「Ｉｎ−３Ａｇ」はＩｎを９７ｗｔ％、Ａｇを３ｗｔ％含む材料を表す。
【００３８】
また、第１固定部１３１は、他の固定部よりも先に硬化する材料により形成されていることが好ましい。これにより、変形しにくい材料により形成される第１固定部１３１が硬化した後、変形しやすい材料により形成される他の固定部が硬化するため、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０との間の位置精度が向上する。
【００３９】
具体的には、第１固定部１３１、第２固定部１３２、第３固定部１３３及び第４固定部１３４の材料として金属を用いる場合、第１固定部１３１は、他の固定部よりも融点が高い材料を用いることができる。例えば、第１固定部１３１の材料としてＡｕＳｎ（融点：約２８０℃）を用いる場合、他の固定部の材料としては、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点：約２２０℃）、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ（融点：約２７０℃）、Ｓｎ（１００％）（融点：約２３５℃）、Ｓｎ−５３Ｉｎ（融点：１２０℃）、Ｉｎ−３Ａｇ（融点：約１８０℃）、Ｉｎ（１００％）（融点：約１６０℃）を用いることができる。
【００４０】
以上に説明したように、第１実施形態の光源デバイス１００は、第１固定部１３１が、他の固定部よりも変形しにくい材料により形成されている。これにより、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とを接合する際、４箇所の接合部のうちの１箇所が変形しにくい材料で形成される第１固定部１３１により固定され、他の３箇所が第１固定部１３１よりも変形しやすい材料で形成される他の固定部で固定される。このため、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０との接合時の収縮差による応力が発生しても、他の固定部によって応力が吸収され、接合部にヒビが発生したり、剥がれたりすることを抑制できる。その結果、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０との位置がずれることを抑制でき、高精度な位置合わせが可能になる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の光源デバイスについて、図８に基づき説明する。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号で示し、適宜説明を省略する。
【００４２】
図８は、第２実施形態の光源デバイスの概略図である。具体的には、図８（ａ）は光源デバイスの上面を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）における一点鎖線８Ａ−８Ｂにおいて切断した断面を示し、図８（ｃ）は図８（ａ）における一点鎖線８Ｃ−８Ｄにおいて切断した断面を示している。
【００４３】
第２実施形態の光源デバイス１００Ａの基本的な構造は、第１実施形態の光源デバイス１００と同じである。異なる点は、図８（ａ）に示すように、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で円形状に形成されていることである。
【００４４】
第２実施形態では、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で円形状に形成されている。これにより、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とが対向する面に平行な方向における回転は、第１固定部１３１により規制されなくなる一方、互いに離れた位置である第２固定部１３２及び第４固定部１３４によって規制される。このため、回転方向の位置合わせ精度が向上する。
【００４５】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態の光源デバイスについて、図９に基づき説明する。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号で示し、適宜説明を省略する。
【００４６】
図９は、第３実施形態の光源デバイスの概略図である。具体的には、図９（ａ）は光源デバイスの上面を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）における一点鎖線９Ａ−９Ｂにおいて切断した断面を示し、図９（ｃ）は図９（ａ）における一点鎖線９Ｃ−９Ｄにおいて切断した断面を示している。
【００４７】
第３実施形態の光源デバイス１００Ｂの基本的な構造は、第１実施形態の光源デバイス１００と同じである。異なる点は、図９（ａ）に示すように、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で円形状に形成されていることである。また、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが、他の固定部と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍよりも面積が大きいことである。
【００４８】
第３実施形態では、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で円形状に形成されている。これにより、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とが対向する面に平行な方向における回転は、第１固定部１３１により規制されなくなる一方、互いに離れた位置である第２固定部１３２及び第４固定部１３４によって規制される。このため、回転方向の位置合わせ精度が向上する。
【００４９】
また、第３実施形態では、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが、他の固定部と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍよりも平面視で面積が大きい。これにより、固定部材１３０を硬化させた後の保持力が向上する。このため、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とが固定部材１３０により接合された光源デバイス１００Ｂの信頼性が向上する。
【００５０】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態の光源デバイスについて、図１０に基づき説明する。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号で示し、適宜説明を省略する。
【００５１】
図１０は、第４実施形態の光源デバイスの概略図である。具体的には、図１０（ａ）は光源デバイスの上面を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）における一点鎖線１０Ａ−１０Ｂにおいて切断した断面を示し、図１０（ｃ）は図１０（ａ）における一点鎖線１０Ｃ−１０Ｄにおいて切断した断面を示している。
【００５２】
第４実施形態の光源デバイス１００Ｃの基本的な構造は、第１実施形態の光源デバイス１００と同じである。異なる点は、図１０（ａ）に示すように、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で円形状に形成されていることである。また、第２固定部１３２及び第４固定部１３４と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で矩形状に形成されていることである。
【００５３】
図１０（ａ）では、第２固定部１３２と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍは、第１固定部１３１に向かう方向を長辺、第１固定部１３１に向かう方向と直交する方向を短辺とする矩形状に形成されている。また、第４固定部１３４と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍは、第１固定部１３１に向かう方向を長辺、第１固定部１３１に向かう方向と直交する方向を短辺とする矩形状に形成されている。
【００５４】
第４実施形態では、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で円形状である。また、第２固定部１３２及び第４固定部１３４と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍは、第１固定部１３１に向かう方向を長辺、第１固定部１３１に向かう方向と直交する方向を短辺とする矩形状に形成されている。なお、長辺は第１固定部１３１よりも長く設定されている。これにより、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とが対向する面に平行な方向において、第２固定部１３２の短辺と平行な方向への移動が第２固定部１３２によって規制され、第４固定部１３４の短辺と平行な方向への移動が第４固定部１３４によって規制される。すなわち、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とが対向する面に平行な方向における回転は、第１固定部１３１により規制されなくなる一方、互いに離れた位置である第２固定部１３２及び第４固定部１３４によって規制される。このため、第２実施形態よりも回転方向の位置合わせ精度が向上する。
【００５５】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態の光源デバイスについて、図１１に基づき説明する。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号で示し、適宜説明を省略する。
【００５６】
図１１は、第５実施形態の光源デバイスの概略図である。具体的には、図１１（ａ）は光源デバイスの上面を示し、図１１（ｂ）は図１１（ａ）における一点鎖線１１Ａ−１１Ｂにおいて切断した断面を示し、図１１（ｃ）は図１１（ａ）における一点鎖線１１Ｃ−１１Ｄにおいて切断した断面を示している。
【００５７】
第５実施形態の光源デバイス１００Ｄの基本的な構造は、第１実施形態の光源デバイス１００と同じである。異なる点は、図１１（ａ）に示すように、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で円形状に形成されていることである。また、第２固定部１３２及び第４固定部１３４と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で矩形状に形成されていることである。さらに、第３固定部１３３と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で矩形状に形成されていることである。
【００５８】
図１１（ａ）では、第２固定部１３２と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍは、第１固定部１３１に向かう方向を長辺、第１固定部１３１に向かう方向と直交する方向を短辺とする矩形状に形成されている。また、第４固定部１３４と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍは、第１固定部１３１に向かう方向を長辺、第１固定部１３１に向かう方向と直交する方向を短辺とする矩形状に形成されている。さらに、第３固定部１３３と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍは、第１固定部１３１に向かう方向を短辺、第１固定部１３１に向かう方向と直交する方向を長辺とする矩形状に形成されている。
【００５９】
第５実施形態では、第１固定部１３１と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍが平面視で円形状に形成されている。また、第２固定部１３２及び第４固定部１３４と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍは、第１固定部１３１に向かう方向を長辺、第１固定部１３１に向かう方向と直交する方向を短辺とする矩形状に形成されている。さらに、第３固定部１３３と対応する位置に形成される第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍは、第１固定部１３１に向かう方向を短辺、第１固定部１３１に向かう方向と直交する方向を長辺とする矩形状に形成されている。これにより、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とが対向する面に平行な方向において、第２固定部１３２の短辺と平行な方向への移動が第２固定部１３２によって規制され、第４固定部１３４の短辺と平行な方向への移動が第４固定部１３４によって規制される。また、第３固定部１３３の短辺と平行な方向への移動が第３固定部１３３によって規制される。すなわち、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０とが対向する面に平行な方向における回転は、第１固定部１３１により規制されなくなる一方、他の固定部によって規制される。このため、回転方向の位置合わせ精度が向上する。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例において本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定して解釈されるものではない。
【００６１】
以下に示す実施例１から３に示す材料の固定部材１３０を用いて第１実施形態で説明した光源デバイス１００を作製した。また、実施例１から３で作製した光源デバイス１００について、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０との接合部である固定部材１３０にヒビ割れが発生したり、剥がれたりしていないかを評価した。さらに、実施例１から３で作製した光源デバイス１００について、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０との位置合わせが予め定められた基準値を満たすかどうかを評価した。
（実施例１）
・第１固定部：ＡｕＳｎ（融点：２８０℃、ブリネル硬度：１１２）
・他の固定部：Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点：２２０℃、ブリネル硬度：１９）
・発光素子アレイのサイズ：１０ｍｍ×１０ｍｍ
・発光素子アレイとレンズアレイとの熱膨張係数の差：約２×１０−６／℃
（実施例２）
・第１固定部：Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点：２２０℃、ブリネル硬度：１９）
・他の固定部：Ｓｎ（１００％）（融点：２３１．９℃、ブリネル硬度：５．２）
・発光素子アレイのサイズ：１０ｍｍ×１０ｍｍ
・発光素子アレイとレンズアレイとの熱膨張係数の差：約４×１０−６／℃
（実施例３）
・第１固定部：Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点：２２０℃、ブリネル硬度：１９）
・他の固定部：Ｉｎ（１００％）（融点：１５６．６℃、ブリネル硬度：０．９）
・発光素子アレイのサイズ：１０ｍｍ×１０ｍｍ
・発光素子アレイとレンズアレイとの熱膨張係数の差：約４×１０−６／℃
評価の結果、実施例１から３のいずれの光源デバイス１００においても、接合部である固定部材１３０にヒビ割れは発生せず、剥がれもなかった。また、実施例１から３のいずれの光源デバイス１００においても、発光素子アレイ１１０とレンズアレイ１２０との位置合わせが予め定められた基準値を満たしていた。
【００６２】
以上、光源デバイスを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【００６３】
第１実施形態から第５実施形態では、固定部材１３０として金属を用いる形態について説明したが、固定部材１３０の材料は樹脂等の接着剤であってもよい。固定部材１３０の材料として接着剤を用いる場合、第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍ以外の部分を濡れ性の悪い状態にし、接着剤が第１金属パターン１１０ｍ及び第２金属パターン１２０ｍからはみ出さないようにすればよい。より具体的には、第１固定部１３１の材料としてエポキシ樹脂接着剤、第２固定部１３２、第３固定部１３３及び第４固定部１３４の材料として変性ポリマー系、シリコーン系等の弾性接着剤を用いることができる。また、例えば、第１固定部１３１の材料として硬度の高い紫外線硬化型接着剤、第２固定部１３２、第３固定部１３３及び第４固定部１３４の材料として第１固定部１３１の材料よりも高度の低い紫外線硬化型接着剤を用いることができる。
【００６４】
また、実施形態では、レンズアレイ１２０が石英により形成されている場合を例として説明したが、これに限定されない。レンズアレイ１２０は、例えば、テンパックス（登録商標）、パイレックス（登録商標）等の耐熱ガラス、ＳＫ２、ＢＫ７、ＳＦ１５、ＬａＳＦ９、Ｂ２７０（登録商標）等の光学ガラスにより形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１００    光源デバイス
１１０    発光素子アレイ
１１０ｍ  第１金属パターン
１２０    レンズアレイ
１２０ｍ  第２金属パターン
１３０    固定部材
１３１    第１固定部
１３２    第２固定部
１３３    第３固定部
１３４    第４固定部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２０１３−５４５２８０号公報
【図１】
0006728641.tif 000002
【図２】
0006728641.tif 000003
【図３】
0006728641.tif 000004
【図４】
0006728641.tif 000005
【図５】
0006728641.tif 000006
【図６】
0006728641.tif 000007
【図７】
0006728641.tif 000008
【図８】
0006728641.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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